Obtenção das medidas antropométricas dinâmicas

Métodos de obtenção da antropometria estática e dinâmica para desenvolver produtos de Tecnologia

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.2. Obtenção das medidas antropométricas dinâmicas

Neste item é apresentado o método de obtenção de medidas dinâmicas por meio de uma análise ergonômica do produto em ambiente virtual utilizando um MHD paramétrico, articulado e com identificador de conforto postural nas ar- ticulações do corpo, desenvolvido por Brendler (2017). É apresentado o MHD e suas funções no PDP e a análise ergonômica do produto utilizando o MHD em uma estação de trabalho. Os participantes são os mesmos da etapa anterior de obtenção de medidas estáticas. É apresentada a análise ergonômica e solução de projeto em relação aos parâmetros de projeto conforme esta análise.

3. RESULTADOS

O processo de obtenção de medidas antropométricas estáticas para digitalizar o corpo demora aproximadamente 2 minutos com o usuário, sendo que, a geração do modelo 3D acontece em tempo real. O processamento das malhas 3D pode demorar em torno de 1h, o que é capaz de variar consideravelmente em função da qualidade do processador de dados do computador para a finalização do modelo 3D.

no por meio de um sensor de luz infravermelha. São apresentadas as etapas do processo, em dois participantes da pesquisa. Um feminino, em que representa o percentil de estatura de 5%, e um masculino, representando o percentil 95%, medidas usualmente utilizadas para o desenvolvimento de produtos utilizados por uma gama de usuários.

É apresentada uma comparação da obtenção de medidas personalizadas para o desenvolvimento de uma órtese, em que é comparado o processo manual com uso de molde de gesso e o processo pela digitalização 3D em um participante da pesquisa. É importante salientar que todos os participantes da pesquisa assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido e a pesquisa foi aprovada pelo Co- mitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (CEP/ UFRGS).

2.2. Obtenção das medidas antropométricas dinâmicas

3. RESULTADOS

Figura 2: Modelo 3D digitalizado pelo Kinect e as medidas antropométricas estáticas do participante

feminino. Fonte: Brendler (2017)

Figura 3: Modelo 3D digitalizado as medidas antropométricas estáticas do participante masculino.

Fonte: Brendler (2017)

A Figura 2 apresenta o processo de obtenção de medidas estáticas utilizando o Kinect como um digitalizador de baixo custo com o participante feminino. A Figura 3 apresenta o mesmo processo, porém com o participante masculino. O programa em que são mensuradas as variáveis antropométricas é o software de modelagem 3D Rhinoceros, bastante utilizado pelos alunos e profissionais das áreas de design e engenharia. O processo de obtenção de medidas pelo método de Brendler (2013) apresenta algumas vantagens em relação ao método tradicional em que se utiliza a medição por fitas métricas, paquímetros e por meio de moldes de gesso, realizado tradicionalmente, por exemplo, no desenvolvimento de órteses e próteses. Segundo Lu; Wang (2008) e Tomkinson; Shaw (2013) os métodos e procedimentos de obtenção de medidas do corpo humano por métodos manuais são considerados procedimentos demorados e há o envolvimento do contato fí- sico com os indivíduos a serem mensurados. O contato físico do antropometrista com o indivíduo a ser mensurado e o tempo demasiado para realização do levantamento das medidas antropométricas são um problema, principalmente, em

indivíduos com deficiência física, idosos e grávidas, devido às dificuldades em se manter na posição estática por um tempo prolongado.

Portanto, as vantagens deste método incidem sobre as questões de precisão das medidas, do tempo demasiado do processo de medição manual que demanda da presença do usuário mensurado e sobre a possibilidade de obter a representação do modelo 3D do usuário para análises do produto em ambiente virtual. Outra vantagem destacada é a eliminação da necessidade de obtenção de moldes de gesso. Brendler et al. (2014) realizou uma pesquisa em que apresenta a comparação do processo de fabricação de órteses por meio de moldes de gesso (Figura 4) e pelo processo utilizando a digitalização 3D de baixo custo (Figura 5).

Figura 4: Processo de fabricação de órteses por meio de moldes de gesso.

Fonte: Brendler et al. (2014)

Figura 5: Processo de fabricação de órteses por meio d a digitalização 3D de baixo custo. Fonte:

Brendler et al. (2014)

O processo de obtenção de medidas dinâmicas é conseguido durante a análi- se ergonômica do produto utilizando um MHD paramétrico, desenvolvido por Brendler (2017). Estas análises em ambiente virtual oferecem diversas vantagens como: possibilidade de realização das análises em todas as etapas do processo de projeto; otimização de custos, pois não é necessário a fabricação de protótipos físicos e, consequentemente, a otimização do tempo de projeto, pois os problemas de projeto são identificados e solucionados durante o processo de desenvolvimen- to do produto. O MHD desenvolvido e apresentado na Figura 6 possui diversos diferenciais em relação aos disponíveis do mercado, como por exemplo: a simula- ção do movimento conforme o movimento real do corpo humano, identificador de conforto postural nas articulações móveis do corpo e parametrização de todos os membros do corpo humano. A identificação do conforto é representada pela cor verde (conforto) e pela cor vermelha (desconforto).

indivíduos com deficiência física, idosos e grávidas, devido às dificuldades em se manter na posição estática por um tempo prolongado.

Figura 4: Processo de fabricação de órteses por meio de moldes de gesso.

Fonte: Brendler et al. (2014)

Figura 5: Processo de fabricação de órteses por meio d a digitalização 3D de baixo custo. Fonte:

Brendler et al. (2014)

Figura 6: Movimento da perna direita e a identificação do conforto na articulação do quadril. (A)

articulação na cor verde (conforto); (B) articulação na cor verde (conforto); (C) articulação na cor vermelha (desconforto). Fonte: Brendler (2017)

Figura 7: Parametrização do antebraço. (A) medida de 15 cm; (B) medida de 22 cm.

Fonte: Brendler (2017)

Figura 8: Análise ergonômica da estação de trabalho utilizando o MHD com as medidas antropomé-

O uso deste MHD em análises ergonômicas para o desenvolvimento de produtos, que requer a personalização das medidas, se torna um diferencial. A Figura 7 apresenta um exemplo de parametrização do MHD em relação às medidas obtidas pelo processo de digitalização 3D apresentado nas Figuras 2 e 3. Ao lado, a representação do MHD com uma das pernas amputadas, o que pode ser utilizado para o desenvolvimento de produtos de TA como, por exemplo, uma prótese. Na Figura 8 é apresentado um exemplo de aplicação do MHD realizando a simulação do uso de uma estação de trabalho em ambiente virtual e, na Figura 9, é apresentada a solução de projeto conforme a análise realizada.

Figura 9: Solução de projeto conforme a análise ergonômica realizada.

Fonte: Brendler (2017)

Notam-se na Figura 8, os marcadores alocados nas articulações do MHD em que por meio das cores verde e vermelho, são sinalizadas as posturas nas articu- lações que estão dentro de uma amplitude angular de conforto. O MHD simula a função de utilizar a estação de trabalho, escrevendo no teclado do computador, os alcances do braço nas extremidades do tampo da mesa, alcance de visão e dos pés. Desta forma, são analisados os ângulos das articulações em que o MHD realiza a simulação do uso da estação de trabalho.

O verde sinaliza conforto e o vermelho desconforto. Após estas identificações (Figura 9), são realizados ajustes nas medidas da largura, do comprimento e da altura da mesa de trabalho, assim como, é colocado um bloco para apoio aos pés para melhorar o conforto postural dos membros inferiores do usuário. Assim, é observado que todos os marcadores estão na cor verde sinalizando conforto postural.

4. DISCUSSÃO

As medidas estáticas obtidas pela digitalização 3D foram comparadas às medidas manuais apresentando uma compatibilidade de dados de 98% em suas va-

Figura 9: Solução de projeto conforme a análise ergonômica realizada.

Fonte: Brendler (2017)

4. DISCUSSÃO

As medidas estáticas obtidas pela digitalização 3D foram comparadas às medidas manuais apresentando uma compatibilidade de dados de 98% em suas va-

riáveis antropométricas (BRENDLER; TEIXEIRA, 2016), demonstrando que o método é viável, eficaz e preciso. Este método comprovou sua eficiência e facili- dade em todo o processo de medição necessário, principalmente, para o projeto de produto em que há personalização de medidas como a maioria dos produtos de TA. Os resultados obtidos pela comparação entre os procedimentos de obten- ção dos moldes de gesso (tradicional) e moldes 3D (digitalização) realizado por Brendler et al. (2014) confirmam os apontamentos descritos por Han et al. (2010) e Kouchi; Mochimaru (2011).

Figura 10: Gráfico das etapas do processo de desenvolvimento de produto utilizando os métodos de

obtenção das medidas antropométricas. Fonte: Brendler (2017)

Para o método de obtenção de medidas antropométricas dinâmicas, foi utilizado o uso do MHD, desenvolvido por Brendler (2017), e apresentado uma aplica- ção deste método em uma análise ergonômica em ambiente virtual. Este método demonstrou a viabilidade de aquisição das medidas dinâmicas, a identificação do conforto postural do usuário no momento do uso do produto e, assim, a geração dos parâmetros de projeto. As etapas em que são identificadas desde a parte de projeto informacional do produto a ser desenvolvido quanto avaliação e detalha- mento são apresentadas graficamente na Figura 10.

Conforme o gráfico apresentado por Brendler (2017), o método de obtenção de medidas antropométricas estáticas pode ser aplicado na etapa de projeto informacional, já utilizando o MHD e inserindo as medidas antropométricas do usuá- rio do produto no próprio MHD e, na etapa de projeto conceitual, são realizadas

as análises ergonômicas do produto. As medidas antropométricas dinâmicas são obtidas durante as análises ergonômicas e, desta forma, são gerados os parâme- tros de projeto.

5. CONCLUSÕES

Foram apresentados dois métodos alternativos aos tradicionais para ob- tenção de medidas antropométricas estáticas e dinâmicas. São métodos ino- vadores e que foram descritos e aplicados no desenvolvimento de projeto de produto. Assim, os objetivos propostos no presente artigo foram alcançados bem como apresentados exemplos de aplicações de produtos desenvolvidos utilizando estes métodos. Os resultados apresentados trazem as principais contribuições principalmente para as áreas do Design, Engenharia e Tecno- logia Assistiva.

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BRENDLER, C. Modelo Humano Digital Paramétrico para análise ergonômica virtual

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518-527, 2011.