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Alunos da UFF desenvolvem próteses robóticas de baixo custo

O Brasil registra anualmente cerca de 40 mil casos de amputação por motivos de acidente ou doença. O Sistema Único de Saúde (SUS), por sua vez, não consegue atender a demanda da população, pois a maioria das próteses robóticas são importadas e caras. Com foco nessa realidade, um grupo interdisciplinar formado por alunos dos cursos de Medicina, Computação, Engenharia e de Telecomunicações da UFF se reuniu e criou o Projeto da Rede Acadêmica de Cibernética e Humanidades (Reach), com a finalidade de desenvolver próteses de baixo custo.

De acordo com o coordenador do Núcleo de Estudos de Tecnologias Avançadas (NETAv), Ricardo Campanha Carrano, a preocupação com a causa social, em especial com os pacientes amputados atendidos pelo SUS, mobilizou alunos e professores a participarem do trabalho. Para facilitar essa integração, foi criado um grupo no aplicativo WhatsApp chamado de “Reach - Nave Mãe”, com 63 participantes. São cinquenta alunos envolvidos, sendo dez de maneira mais ativa, dez professores de diversas unidades da UFF, além de pessoas que ajudam o projeto e que não têm vínculo com a universidade. “Todo o design de logomarcas e banners, por exemplo, foi elaborado voluntariamente pela jornalista Erika France, formada pela UFF. Ela cedeu seu tempo, por acreditar na causa”, destaca.

Segundo ele, o Projeto Reach, que completará um ano em junho, é uma iniciativa exclusivamente de alunos. O grupo empreendedor bateu de porta em porta nos laboratórios e departamentos, angariando apoio. A iniciativa fez com que muitos professores se prontificassem a ajudar, orientando alunos, apresentando a outros parceiros, dentro e fora da UFF. “O professor da Engenharia de Telecomunicações, João Marcos Meirelles, e o pesquisador do Laboratório MidiaCom, Flávio Seixas, são exemplos de docentes que se dispuseram a ajudar e hoje são peças chave na iniciativa”, ressalta.

Onde tudo começou

Antes do Reach, o NETAv foi criado por meio de um acordo de cooperação acadêmica, técnica e científica, celebrado em 18 de março de 2011, entre a UFF e a Marinha do Brasil. O núcleo atende à Secretaria de Ciência, Tecnologia e Inovação (SecCTM), sendo um facilitador e mantenedor da relação entre a instituição e a força armada. Em 2016, sua área de atuação foi ampliada, visando o desenvolvimento de programas e projetos de ensino, pesquisa e extensão, em parceria com as demais forças armadas e outras instituições, públicas e privadas. Hoje, segundo Carrano, o núcleo é um órgão de integração de expertise e competências dentro da UFF com know-how suficiente para oferecer seus projetos a outras organizações e entidades externas.

O Projeto Reach, por sua vez, surgiu por iniciativa do aluno do sexto período de medicina, Robinson Simões Júnior, que numa primeira etapa utilizou como protótipo uma mão de robô adaptada. Com isso, a equipe teve a oportunidade de aprender sobre os aspectos mecânicos e eletrônicos envolvidos no processo de criação e montagem de uma prótese, e principalmente como ocorre a captura do sinal mioelétrico - impulso nervoso que resulta de uma ação de controle do cérebro humano sobre os músculos do corpo. “Contamos também com a parceria da aluna da Medicina, Angela Tsuda, que por iniciativa própria já tinha começado a imprimir uma mão robótica, utilizando uma impressora 3D cedida pela professora Yolanda Boechat, do Departamento de Telecom. O Reach a localizou e ela se tornou uma importante colaboradora”, enfatiza o professor.

Atualmente a equipe está trabalhando num segundo protótipo que será operado brevemente como uma verdadeira prótese, ou seja, acoplado a um paciente com amputação. As duas mãos robóticas em teste são controladas por movimentos humanos, por meio da plataforma Arduino, um software aberto. Ele captura os sinais musculares por meio de eletrodos afixados no paciente, transmite ao computador, que os reenvia em segundos à prótese, criando o movimento.

A aluna Giulia dos Santos Dias, do curso de Engenharia Mecânica, acrescentou que o projeto teve também a participação de alunos de graduação e mestrado de cursos de engenharia elétrica, biomedicina e ciência da computação. Para ela, a multidisciplinaridade do Reach é o que o diferencia de outras iniciativas dentro da universidade, fazendo com que a equipe ganhe conhecimentos de diversas áreas e possa observar diferentes problemas, com pontos de vistas distintos, facilitando a resolução deles.

“Os recursos que usamos para a compra de materiais e equipamentos necessários para o projeto vêm exclusivamente de doações dos próprios alunos e professores membros do Projeto Reach, uma vez que ainda não possuímos parcerias para o recebimento de fundos”, ressaltou Giulia.

Parceria

Os protótipos das mãos estão sendo montados no Laboratório de Telemetria e Telecontrole (LaTelCo), vinculado ao Departamento de Engenharia de Telecomunicações. Num segundo passo, a mão robótica será destinada a pacientes amputados do SUS. Nesse sentido, a equipe está buscando firmar uma parceria com a Associação Fluminense de Reabilitação (AFR). “Há um ciclo a ser vencido, até que tenhamos confiança na maturidade do produto. E claro que ser ofertado pelo SUS é o nosso grande objetivo”, afirma Robinson Júnior.

Já de acordo com Carrano, a ideia é que a mão robótica seja patenteada, produzida em escala industrial e oferecida gratuitamente ao público. Para isso, as patentes do projeto eventualmente geradas serão da universidade, até como forma de proteger a propriedade intelectual e seu objetivo social. “Ainda não vivenciamos a fase de buscar empresas para a produção da mão. Estamos nas etapas iniciais do projeto, testando conceitos e técnicas”, esclarece.

Contudo, os recursos dos projetos e inventos da UFF, segundo o professor, poderão retornar à universidade na forma de patentes que gerarão royalties, isso quando há interesse comercial pelo licenciamento da tecnologia desenvolvida. No entanto, o grande retorno para a universidade, que advêm do Reach, é a inserção dos alunos em projetos transdisciplinares que conciliam os objetivos primeiros e nobres de uma instituição pública: o ensino, a pesquisa e a extensão. “É a UFF cumprindo seu papel na sociedade, que é a grande beneficiária do projeto”, conclui.

Na entrevista a seguir o aluno Robinson Simões Júnior fala sobre o Projeto Reach:

Como se deu a iniciativa para criar o projeto Reach?

Sou um grande entusiasta da integração do ser humano com as tecnologias. Ver um ramo em que eu poderia atuar nesse sentido e ao mesmo tempo lidar de forma tão impactante na Saúde Pública me inspirou muito a criar o Reach.

E como foi o processo de reunir alunos de áreas tão distintas?

Primeiramente, procurei ver se tinha algum projeto existente na UFF ao qual pudesse me associar. Como não encontrei, decidi primeiro formar um time inicial de professores que pudesse contribuir com a criação de algo que seria totalmente novo na universidade. Então, fui de porta em porta, de departamento em departamento, e recebendo vários “nãos”. Finalmente, consegui reunir docentes das áreas de Engenharia, Computação e Medicina. Depois disso, cada professor ficou responsável por recrutar alunos em suas respectivas disciplinas, que estivessem interessados em participar.

Como se dá a divisão do trabalho?

Após essa movimentação, resolvemos nos estruturar internamente em três frentes: Captação, lidando diretamente com o paciente em si e descobrindo de que forma poderíamos capturar os sinais mioelétricos; Processamento, analisando os dados e programando para ativar a prótese; e por fim, a Atuação, que lida com a confecção da prótese em si e todo o seu design. Cada frente atuando com focos diferentes, mas concomitantes e com um fim em comum.  E por tudo isso, agradeço a colaboração e o entusiasmo dos alunos Angela Tsuda, Giulia Dias, da Engenharia Mecânica, Yago Rezende e Rafael Vaz, da Engenharia de Telecomunicações; e a Marcela Tuler, do Mestrado em Telecomunicações.

Há uma estratégia para captar futuros recursos que darão prosseguimento ao projeto?

Atualmente estamos discutindo algumas possibilidades, como, por exemplo, a criação de uma emenda parlamentar, “crowdfunding” (financiamento coletivo), ou parcerias com outras instituições.

Quais são os nomes das duas mãos robóticas batizadas pelo grupo?

A Riri Williams, a primeira mão, é uma homenagem à sucessora de Tony Stark, o personagem Homem de Ferro da Marvel. Já a segunda se chama Hackberry, em alusão a Exiii Hackberry, empresa japonesa na qual nos baseamos para confeccionar a atual prótese.

Quanto tempo você acredita que ainda levará para a mão robótica estar efetivamente no mercado?

Tudo depende das parcerias que formarmos. Já evidenciamos alguns grandes obstáculos, como a produção em larga escala, a logística de confecção, distribuição, a reabilitação dos pacientes e o custo de tudo isso. Então, se obtivermos auxílio do Estado e de instituições que já atuam nesse sentido, como a AFR (Associação Fluminense de Reabilitação), creio que boa parte dessas questões serão solucionados rapidamente, tornando possível uma distribuição de próteses, numa quantidade razoável.

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