XXII CBEB 2010
SISTEMA PARA AQUECIMENTO DE CO
2APLICADO À
ESTIMULAÇÃO TÁTIL POR FLUXO DE GÁS
F. C. Cunha*
,**, L. A. Bordignon*, P. Nohama** e G. F. Aguiar*
*Engenharia da Computação/Universidade Positivo, Curitiba, Brasil
**Universidade Tecnológica Federal do Paraná/CPGEI, Curitiba, Brasil
Introdução: A estimulação tátil tem sido utilizada para prover uma forma alternativa de comunicação para indivíduos com deficiências auditiva e/ou visual, principalmente nas últimas duas décadas em função dos avanços tecnológicos na eletrônica e na computação. Tais dispositivos têm empregado fundamentalmente a estimulação vibrotátil e eletrotátil, ambos apresentando vantagens e desvantagens em relação a custo, resolução espacial e resolução temporal [1], [2]. Em ambos os casos, a estimulação é feita através dos receptores da pele que promovem a transdução da estimulação mecânica ou elétrica em uma resposta eletrofisiológica que é enviada ao SNC. Neste processo, os corpúsculos de Meissner e de Pacine, mecano-receptores da pele, fazem o processo de transdução, tendo uma resposta espectral entre 10 e 500 Hz. Como alternativa e esses métodos, propõe-se neste trabalho a estimulação tátil por jato de CO2, cujos parâmetros físicos são controlados a fim de se verificar a resposta sensorial ao estímulo. Para tanto, propõe-se um método de controle da temperatura do gás, em tempo real e, principalmente, de forma rápida e precisa em função do tempo de resposta da pele, a ser utilizado como parte integrante de um sistema de comunicação tátil por fluxo de CO2, em desenvolvimento.
Materiais e Métodos: A resposta somatosensorial da pele ao estímulo por jato de ar vem sendo pesquisada desde 1926, quando Allen & Macdonald a investigaram, em função da variação da temperatura. Outros pesquisadores, como Hashimoto et al. [3] e Asonuma & Wada [4] investigaram as respostas fisiológica e cognitiva à estimulação por jato de ar. No presente trabalho, está sendo desenvolvido um sistema de controle de temperatura de CO2, no qual o gás proveniente de um cilindro é separado em dois ramos, com controle de fluxo independente. Um dos fluxos é mantido na temperatura fornecida pelo cilindro (aproximadamente 15oC) e o outro é aquecido por um sistema de serpentina, cuja temperatura é elevada a até 80oC por uma resistência elétrica conectada a um controle de temperatura. Cada fluxo será controlado por um sistema composto por um fluxômetro conectado a um motor de passo que fará a abertura deste em função da temperatura desejada do gás, obtida da mistura dos dois fluxos, que será utilizada para a estimulação tátil. Por meio de um microcontrolador, serão feitas as medidas das temperaturas dos gases e os cálculos para abertura ou fechamento dos fluxômetros em função de um modelamento matemático, a ser desenvolvido, e cujas variáveis de controle serão as temperaturas iniciais e finais em cada ramo do circuito pneumático, bem como os fluxos necessários para se atingir a temperatura desejada na saída do sistema de mistura dos gases.
Resultados:O módulo de aquecimento implementado tem se mostrado eficiente na elevação da temperatura do CO2, necessitando-se fazer o restante do sistema proposto, bem como o modelamento matemático para o controle eficiente e em tempo real da temperatura do gás desejada. Pode-se observar, até o presente momento, que a variação dos dois fluxos, frio e quente, apresentam uma inércia pequena na variação da temperatura final do gás, o que é desejado e objeto de estudo deste trabalho.
Conclusões: A potencial aplicação do sistema proposto e sua utilização na estimulação tátil por jato de CO2 apresentam boas perspectivas de investigação nesta nova modalidade de comunicação alternativa.
Referência Bibliográfica: [1] Kaczmarek, K. A.; Webster, J. G.; Bach-y-Rita, P. and Tompkins, W. J. "Electrotactile and vibrotactile displays for sensory substitution systems," IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 38, pp. 1-16, 1991-1. [2] Szeto, A.Y; Saunders, F.A. Electrocutaneous stimulation for sensory communication in rehabilitation engineering. IEEE Trans Biomed Eng. 1982 Apr; 29(4):300-8. [3] Hashimoto, I.; Yoshikawa, K.; Kimura, T. Somatosensory evoked potentials to a threshold air-puff can predict stimulus detection in human subjects. Neurosci Lett. 2000 Mar 24; 282(3):181-4. [4] M. Asonuma, C. Wada, "Presenting the sense of distance by air stimulation to develop an assistive device for the visually impaired," SICE-ICASE International Joint Conference, pp. 4156-4159, 2006 SICE-ICASE International Joint Conference, 2006
Palavras-chave: fluxotátil, pele, CO2, estimulação tátil.
