[pt] Os acidentes vasculares cerebrais (AVC) são um tipo de lesão cerebral que afeta mais de 750.000 pessoas anualmente. Aproximadamente metade dos pacientes com diagnóstico de AVC sofre dano crônico da função da extremidade superior. A reabilitação ajuda o paciente a manter as habilidades e recuperar algumas das perdidas. Uma órtese automatizada de mão é uma potencial ferramenta terapêutica para tratamento da debilidade da parte distal da extremidade superior, sendo uma abordagem promissora para melhorar os comportamentos motores perdidos em pacientes com AVC. Hoje em dia, a maioria dispositivos de assistência para o movimento de mão desenvolvidos são caros, pesados e volumosos, além de, muitas vezes, não oferecer controle sobre toda a sua operação. Este trabalho propõe e desenvolve um novo sistema de atuação que pode contribuir para a criação de um dispositivo de assistência a movimentação da mão, que seja fácil de operar, portátil, de baixo custo e totalmente controlado. O sistema é controlado por meio de um software com uma interface gráfica de usuário que permite que os usuários configurem os parâmetros do sistema de acordo com suas capacidades específicas. O software de controle também permite a comunicação com uma Interface Cérebro-Computador, que possibilita sincronizar os movimentos do sistema de acordo com as intenções do usuário, aumentando as taxas de recuperação dos pacientes. / [en] Strokes are a type of brain injury that affects over 750,000 people annually. Approximately half of the patients diagnosed with a stroke suffer chronic damage of the upper extremity function. Rehabilitation helps the patient to keep abilities and recover some of the lost ones, to become more independent. Hand rehabilitation exercises aim at assisting patients so they can regain finger mobility and strength. An actuated hand orthosis is a potential therapy tool for distal upper extremity weakness, since it can offer a promising approach to improve lost motor behaviors in stroke patients. Nowadays, hand movement assisting devices are developed for research applications, and even for commercial purposes. However, most of them are expensive, heavy and bulky or do not offer control over their whole operation. This work proposes and develops a new actuation system that can contribute to the construction of an easy to operate, portable, low cost and fully controlled hand movement assisting device. Several advances towards the creation of an actuated hand orthosis were achieved, leading to the creation of an electromechanical system capable of assisting finger movement along their full range of motion, while keeping low weight in the distal upper limb. The system is controlled by a computer software with a graphic user interface that allows the users to configure the system s parameters to their specific needs. The control software also allows the communication with a Brain-Computer Interface (BCI) in order to synchronize the system s movements with the user intentions, improving the recovery rates.

[pt] Interfaces Cérebro Computador (BCIs) são sistemas artificiais que permitem a interação entre a pessoa e seu ambiente empregando a tradução de sinais elétricos cerebrais como controle para qualquer dispositivo externo. Um Sistema de neuroreabilitação baseado em EEG pode combinar portabilidade e baixo custo com boa resolução temporal e nenhum risco para a vida do usuário. Este sistema pode estimular a plasticidade cerebral, desde que ofereça confiabilidade no reconhecimento das tarefas de imaginação motora realizadas pelo usuário. Portanto, o objetivo deste trabalho é o projeto de um sistema de aprendizado de máquinas que, baseado no sinal de EEG de somente dois eletrodos, C3 e C4, consiga classificar tarefas de imaginação motora com alta acurácia, robustez às variações do sinal entre experimentos e entre sujeitos, e tempo de processamento razoável. O sistema de aprendizado de máquina proposto é composto de quatro etapas principais: pré-processamento, extração de atributos, seleção de atributos, e classificação. O pré-processamento e extração de atributos são implementados mediante a extração de atributos estatísticos, de potência e de fase das sub-bandas de frequência obtidas utilizando a Wavelet Packet Decomposition. Já a seleção de atributos é efetuada por um Algoritmo Genético e o modelo de classificação é constituído por um Sistema de Múltiplos Classificadores, composto por diferentes classificadores, e combinados por uma rede neural Multi-Layer Perceptron. O sistema foi testado em seis sujeitos de bases de dados obtidas das Competições de BCIs e comparados com trabalhos benchmark da literatura, superando os resultados dos outros métodos. Adicionalmente, um sistema real de BCI para neurorehabilitação foi projetado, desenvolvido e testado, produzindo também bons resultados. / [en] Brain Computer Interfaces (BCIs) are artificial systems that allow the interaction between a person and their environment using the translated brain electrical signals to control any external device. An EEG neurorehabilitation system can combine portability and affordability with good temporal resolution and no health risks to the user. This system can stimulate the brain plasticity, provided that the system offers reliability on the recognition of the motor imagery (MI) tasks performed by the user. Therefore, the aim of this work is the design of a machine learning system that, based on the EEG signal from only C3 and C4 electrodes, can classify MI tasks with high accuracy, robustness to trial and inter-subject signal variations, and reasonable processing time. The proposed machine learning system has four main stages: preprocessing, feature extraction, feature selection, and classification. The preprocessing and feature extraction are implemented by the extraction of statistical, power and phase features of the frequency sub-bands obtained by the Wavelet Packet Decomposition. The feature selection process is effectuated by a Genetic Algorithm and the classifier model is constituted by a Multiple Classifier System composed by different classifiers and combined by a Multilayer Perceptron Neural Network as meta-classifier. The system is tested on six subjects from datasets offered by the BCIs Competitions and compared with benchmark works founded in the literature, outperforming the other methods. In addition, a real BCI system for neurorehabilitation is designed and tested, producing good results as well.