Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-09-27Bitstream added on 2014-06-13T20:49:26Z : No. of bitstreams: 1 silva_jj_me_rcla.pdf: 327762 bytes, checksum: 4408f438c3d1b238dba6489318d19450 (MD5) / Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (FUNDUNESP) / Considerando que indivíduo e ambiente encontram-se dinamicamente relacionados e que o indivíduo encontra no ambiente situações também em movimento, o presente estudo propôs-se a analisar as estratégias locomotoras da ultrapassagem de obstáculo que se movimenta em diferentes velocidades. Participaram 10 adultos jovens, universitários. Com marcadores passivos fixados em referências anatômicas de interesse, cada participante percorreu andando uma passarela de 6 m de comprimento delimitada por um corredor de 0,50 m de largura e ultrapassou o obstáculo que cruzou perpendicularmente sua trajetória em três condições de velocidade. Os resultados revelaram que a velocidade do obstáculo desencadeou ajustes espaciais e temporais nos passos anteriores ao obstáculo. Na ultrapassagem, os resultados evidenciaram que, na velocidade baixa, os participantes aproximaram-se mais do obstáculo antes da ultrapassagem, aumentaram a margem de segurança sobre o obstáculo e a distância após a ultrapassagem, erraram menos e demoraram mais para ultrapassar o obstáculo. Entretanto, na velocidade alta, os participantes aumentaram ainda mais a margem de segurança sobre o obstáculo e afastaram-se mais após a ultrapassagem. Estes resultados indicam que ocorreram modificações no padrão de aproximação e ultrapassagem do obstáculo de acordo com a velocidade. / Considering that both individual and environment are dynamically related and that the individual find in the environment situations also in movement, the purpose of the present study was to analyze the locomotor strategies during crossing the obstacle, which moved in different speeds. Ten young adults, undergraduate students participated. Passive markers were attached in anatomical landmarks. Each participant walked on a pathway of 6m long and 0.5m wide and passed over an obstacle that perpendicularly (90º) crossed his/her trajectory under three velocity conditions. The results revealed that the obstacle velocity unchained spatial and temporal adjustments in all steps prior to the obstacle. During the crossing phase, the results revealed that in low speed the participants got closer to the obstacle before crossing, increased the safety margin over the obstacle, increased the foot placement after the obstacle, decreased the errors, and increased the time to pass over the obstacle. However, on the high velocity, the participants increased even more the safety margin over the obstacle and increased foot placement after the obstacle. These results showed that the obstacle velocity modulated the approach and crossing patterns.

Made available in DSpace on 2016-12-06T17:07:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao sabrina de oliveira sanches_udesc.pdf: 670318 bytes, checksum: 9812ec0d7144bf5571f8d6cc6af3bfe3 (MD5) Previous issue date: 2007-03-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to identify the relation between pain, depression and motor control in women with FMS. Twenty-eight women with mean age of 47 years (SD=11,4) and clinical diagnosis of FMS were evaluated. The characteristics of the sample were assessed by Clinical and Social-demographic Questionnaire (KONRAD, 2005) adapted for this research. The perception of depressive symptoms was identified through the Beck Depression Inventory (BECK, RUSH and SHAW, 1961). The assessment of pain characteristics was identified through the items III and IV of the McGill Pain Questionnaire adapted by Castro (1999). The motor control was evaluated through the Reaction Time Assessment Software developed by Andrade et al. (2002) and the Learning and Fine Motor Control Assessment Software (ANDRADE et al. 2003). The data was treated by descriptive statistics (mean, frequency and standard deviation) and inference (Pearson and Spearman correlations and Mann-Whitney test). It was verified positive correlation between overall pain perception and perception of depressive symptoms (r= 0,530, p=0,004) and between perception of depressive symptoms and pain dimensions: affective (r=0,649, p=0,000), subjective (r=0,529, p=0,004) and mixed (r=0,431, p=0,022). It was identified correlation between sensory pain and performance in the last task of the fine motor skills control evaluation (r=0,383, p=0,044). Women who reported pain during the fine motor skills evaluation showed worse performance in this task when compared to women who did not report pain (1st. subtask, p= 0,004; 2nd. Subtask, p=0,037 e 3rd. subtask, p=0,001). The perception of depressive symptoms was also correlated with simple visual RT (r=0,527, p=0,004), simple auditory RT (r=0,604, p=0,001) and discriminative RT (r=0,419, p=0,026). There was no correlation between perception of depressive symptoms and fine motor skills performance. Such results indicate that pain and depression can impair the motor control of these women from two ways: depression can impair the speed processing of information and pain can impair the fine motor skills performance of the women with FMS. / Este estudo objetivou investigar a relação entre controle motor, dor e depressão em mulheres com síndrome de fibromialgia (SFM). Participaram desta pesquisa 28 mulheres com idade média de 47 anos e diagnóstico clínico de SFM. Para a caracterização da amostra foi utilizado o Questionário Sócio-demográfico e Clínico (KONRAD, 2005) adaptado para esta pesquisa. A avaliação das características da dor foi feita por meio dos itens III e IV do Questionário McGill de Dor adaptado por Castro (1999). O Inventário de Depressão de Beck (BECK, RUSH e SHAW, 1961) foi utilizado para mensurar a percepção de sintomas depressivos. O controle motor foi avaliado por meio do Software de avaliação da aprendizagem e controle de habilidades motoras finas (ANDRADE et al., 2003) e do Software de avaliação do tempo de reação (ANDRADE et al., 2002). Os dados foram tratados com estatística descritiva (média, freqüência e desvio padrão) e inferencial (correlação de Pearson e Spearman e teste de Mann- Whitney). Foram encontradas correlações positivas entre a percepção de sintomas depressivos e a percepção geral da dor (r= 0,530, p=0,004) e entre a percepção de sintomas depressivos e as dimensões da dor: afetiva (r=0,649, p<0,001), subjetiva (r=0,529, p=0,004) e mista (r=0,431, p=0,022). Identificou-se correlação positiva entre a avaliação sensorial da dor e a quantidade de erro apresentada pelas participantes na última subtarefa do teste de avaliação do controle de habilidades motoras finas (r=0,383, p=0,044). As mulheres que queixaram-se de dor durante a avaliação do controle de habilidades motoras finas apresentaram resultados significativamente piores nas três subtarefas do teste, se comparadas aquelas que não relataram dor (1ª. subtarefa, p= 0,004; 2ª. subtarefa, p=0,037 e 3ª. subtarefa, p=0,001). Verificou-se correlações positivas entre a percepção de sintomas depressivos e o desempenho no TR simples com estímulo visual (r=0,527, p=0,004), no TR simples com estímulo auditivo ( r=0,604, p=0,001) e no TR de discriminação (r=0,419, p=0,026). Não ocorreu correlação significativa entre a percepção de sintomas depressivos e o desempenho nas habilidades motoras finas. Tais resultados indicam que os sintomas de dor e depressão podem comprometer o controle motor de mulheres fibromiálgicas de diferentes maneiras: os sintomas depressivos podem estar associados à diminuição da velocidade do processamento de informação, enquanto a sensação de dor pode comprometer o desempenho de mulheres com SFM em habilidades motoras finas.

Made available in DSpace on 2016-12-06T17:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VIVIANE PACHECO GONCALVES.pdf: 934534 bytes, checksum: c3a957e44ad26a5b621af01a9e26c3aa (MD5) Previous issue date: 2008-03-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study was caracterized as a descriptive research with the objective to validate the learning and motor control software developed by Andrade et al (2003), as an instrument for assessment of fine motor hability from upper limb of hemiparetic subjects. The research was composed by 15 subjects, between 45 and 75 years of age, from both genders, with the diagnose of hemiparesis caused by stroke, that were receiving treatment at the Prevention, Assessment an Physical Rehabilitation Clinic from CEFID/UDESC and at the Catarinense Rehabilitation Center and that fullfiled the criteria of this research. The sample was caracterized by a record of clinical conditions and to assess the other variables from the research it was used the Mini-mental for cognitive status, the numeric pain visual scale (NVS) for pain intensity, state anxiety inventary and the Fugl-Meyer test for hemiparesia severity classification. To assess the motor control the software of learning and motor control was used as test/retest showing information about the time of task and the error related to the covered distance over a pre-stablished line. Data were treated by descriptive (mean, median and standard deviation) and inferencial (Alpha de Chronbach, intraclass correlation coefficient and Kruskal-Wallis test). The confidence interval was rated as 95%. The internal consistency regarding the error of execution of the task was elevated in the 3 subtasks from test with coeficients &#945;=0,854 (subtask 1), &#945;=0,813 (subtask 2) and &#945;=0,940 (subtask 3). At retest it was found &#945;=0,845 (subtask 1), &#945;=0,799 (subtask 2) and &#945;=0,942 (subtask 3). About the time of execution of the task the levels of correlation whore elevated, with &#945; >0,90, such as the major levels whore obtained at subtask 3 with &#945;=0,981, at test, and &#945;=0,986, at retest. The levels of correlation intraclass whore elevated with r>0,90, at time and error at the execution of the motor task. The major correlations whore observed at subtask 2, with r=0,98 surounding error and r=0,99 about time. The high correlation intraclass and of internal consistency show that this software offer consistent and stable mesure, pointing satisfactoring indicator of validity for assessment of hemiparetics motor control. Therefore, this instrument can be considered as valid and trustfull to assess the control of fine discret and closed motor skill, for hemiparetic subjects, once this supplies trustfull parameters to the assess process for this patients. / Esta pesquisa é caracterizada como um estudo de campo de natureza descritiva com o intuito de validar o software de aprendizagem e controle motor desenvolvido por Andrade et al (2003), como instrumento para avaliação de habilidades motoras finas de membros superiores de indivíduos hemiparéticos. A amostra foi composta por 15 indivíduos com idade entre 45 e 75 anos, de ambos os sexos, com diagnóstico de hemiparesia decorrente de um acidente vascular cerebral (AVC), que estavam em tratamento na Clínica de Prevenção, Avaliação e Reabilitação Física do CEFID/UDESC e do Centro Catarinense de Reabilitação e que se enquadraram nos critérios de inclusão deste estudo. Para caracterização da amostra foi utilizada uma ficha com informações clínicas dos participantes. Além disso, para a coleta dos dados foram utilizados o Mini-mental para avaliação do status cognitivo, a escala visual numérica da dor (EVN) para avaliação e mensuração da intensidade da dor, o inventário de ansiedade estado, o Teste de Fugl-Meyer para classificação da severidade da hemiparesia. A avaliação do controle motor foi realizado utilizando o software de aprendizagem e controle motor, em teste e reteste, oferecendo informação quanto ao tempo de realização da tarefa e o erro referente à distância percorrida sobre uma linha pré estabelecida. Os dados foram tratados com estatística descritiva (média, mediana e desvio padrão) e inferencial (Alpha de Chronbach, correlação intraclasse e Teste de Kruskal-Wallis) com intervalo de confiança de 95%. A consistência interna em função do erro de execução da tarefa foi elevada nas 3 subtarefas dos teste com coeficientes &#945;=0,854(subtarefa1), &#945;=0,813 (subatarefa 2) e &#945;=0,940 (subtarefa 3), no reteste foram encontrados &#945;=0,845 (subtarefa1), &#945;=0,799 (subtarefa2) e &#945;=0,942 (subtarefa 3). Quanto ao tempo de execução da tarefa os índices de correlação foram elevados com &#945; >0,90, sendo que os maiores índices foram obtidos na subtarefa 3 com &#945;=0,981, no teste, e &#945;=0,986, no reteste. Os índices de correlação intraclasse foram elevadas com r>0,90, tanto em função do tempo quanto ao erro na execução da tarefa motora. As maiores correlações foram observadas na subtarefa 2, com r=0,98 em função do erro e r=0,99 em função do tempo.Os elevados índices de correlação intraclasse e de consistência interna demonstram que este software oferece medida consistente e estável, apresentando, portanto indicadores satisfatórios de validade como medida de avaliação do controle motor de indivíduos hemiparéticos. Por isso, este instrumento pode ser considerado válido e confiável para avaliação do controle de habilidade motoras fina, discreta e fechada de indivíduos hemiparéticos, pois fornece parâmetros confiáveis para o processo de avaliação destes pacientes.

Made available in DSpace on 2016-12-06T17:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leticia Carneiro.pdf: 3734746 bytes, checksum: a0b78adbb08c5dd544e613943f5c3d68 (MD5) Previous issue date: 2009-04-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Walking backwards is part of many daily activities such as sitting in a chair and crossing the street, and is also present in sport activities. The aim of this study was to analyze the biomechanical and motor behavior characteristics of walking backwards and forwards of adults in water and on land. The sample was composed of 22 adult subjects (11 women and 11 men). Before the data collection the researchers carried out anthropometrical measurements and placed markers at some anatomical landmarks: lateral of the trunk, greater trochanter, the lateral knee epicondyle, the lateral malleolus and the fifth metatarsal head of the right lower limb. Data collection procedures were the same for both conditions, in water and land. The level of immersion in the water was set at the height of the subjects xiphoid process. The subjects perform 10 valid trials in each direction at a self-selected speed, over a 7,5m-walkway containing a force plate. The force plate provided data for the vertical ground reaction forces (VGRF). The trials in both directions were recorded in the sagittal plane with a digital video camera 60 Hz. To edit the images and digitize the anatomical points, the APAS software was used. These processes were accomplished to obtain the hip, knee and ankle joint angles and the relative phases. Walking speed was measured with a system composed of a synchronized electronic stopwatch and two photocell timing lights. An analysis of covariance was carried out which considered the four situations and the speed was included as a covariate. For the walking backwards on land it was observed that the values of the first force peak were greater than the values of the second force peak. In the water, the peak values were similar and there was a load reduction of approximately 68%. The displacement curves of the ankle, knee and hip joints were similar between both conditions and the main differences were observed for the ankle joint. There was smaller plantar flexion during the walking backwards in both environments and the range of movement was greater in the walking backwards in the water. In walking forwards in water, it was observed that there were greater knee and hip angles during the initial contact and during maximum flexion. The maximum hip extension was greater in the walking forwards on land and less in the walking backwards in water. The analyses of the relative phases showed that the main differences in the leg-thigh relationships were observed between the direction of walking, but there were no differences between the conditios. The curves of the relative phases of the walking forwards and of walking backwards were similar but they were reversed. The results of this study provided some scientific bases for health professionals who prescribe the walking training as a form of physical conditioning or as therapeutic exercises. The variations in the tasks and the environments are important strateges for the improvement of abilities. / A marcha para trás esta embutida em inúmeras atividades diárias como sentar-se em uma cadeira, atravessar uma rua movimentada e na prática de esportes coletivos. Assim, o propósito desse estudo foi analisar através de ferramentas biomecânicas o comportamento motor da marcha para frente e para trás de adultos no ambiente terrestre e aquático. A amostra foi composta por 22 indivíduos adultos (11 mulheres e 11 homens). Antes de iniciar os testes os pesquisadores realizaram as avaliações antropométicas e marcaram os pontos anatômicos: lateral do tronco, trocânter maior, epicôndilo lateral do joelho, maléolo lateral e quinto metatarso no membro inferior direito dos sujeitos. O procedimento da coleta de dados foi o mesmo para os dois ambientes, sendo que no ambiente aquático o nível de imersão foi no processo xifóide. Os sujeitos realizaram 10 passagens válidas nas duas direções de marcha, em velocidade auto-selecionada, sobre uma passarela 7,5m que apresentava no centro a plataforma de força. A plataforma forneceu dados da curva de força vertical de reação do solo (FVRS). O procedimento da caminhada em ambas as direções e ambientes foi registrado no plano sagital através de uma câmera filmadora digital com freqüência de 60 Hz. As imagens foram editadas e os pontos anatômicos digitalizados através do software APAS para obtenção dos ângulos articulares do quadril, joelho e tornozelo e para obtenção da fase relativa. A velocidade foi medida através de fotocélulas que estavam conectadas a um cronômetro. Para análise estatística foi utilizada a análise de co-variância (ANCOVA), para as quatro situações do estudo, tendo a velocidade como co-variável. Os resultados indicaram que na marcha para trás aconteceu um maior primeiro pico de força (PPF) no ambiente terrestre. No ambiente aquático, foram observadas semelhança entre os picos e redução dos valores da FVRS em ~68%. A morfologia das curvas de deslocamento articular do tornozelo, joelho e quadril foram semelhantes entre as condições, sendo que o tornozelo apresentou as maiores diferenças. A articulação do tornozelo teve menor plantiflexão na marcha para trás nos dois ambientes e maior amplitude de movimento (ADM) na marcha para trás na água. A articulação do joelho apresentou maiores valores angulares durante o contato inicial e maior máxima flexão na marcha para frente no ambiente aquático. O quadril mostrou maiores ângulos no contato inicial, maior máxima flexão e maior ADM na marcha para frente no ambiente aquático. Sendo que a máxima extensão do quadril foi maior na marcha para frente no solo e menor na marcha para trás na água. A análise da fase relativa revelou que as maiores diferenças na relação dos segmentos perna-coxa foram observadas entre as direções de marcha, havendo poucas diferenças entre os ambientes. As curvas da fase relativa foram semelhantes, mais invertidas entre a marcha para frente e para trás. Os resultados desta pesquisa proporcionaram maior embasamento científico para os profissionais da saúde que prescrevem o treinamento da marcha como exercício físico ou terapêutico, sendo que a variação da tarefa e do ambiente são recursos importantes na melhora das habilidades.

Submitted by TIAGO PENEDO (tp37_harry@hotmail.com) on 2018-04-19T16:00:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_final.docx: 3848321 bytes, checksum: 2426bf1fb8e81aa6c6c1d91f4123a736 (MD5) / Rejected by Minervina Teixeira Lopes null (vina_lopes@bauru.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: - fazer a submissão de um arquivo em PDF; - inserir a ficha catalográfica após a folha de rosto; - inserir a Ata de defesa após a ficha catalográfica. Agradecemos a compreensão. on 2018-04-19T16:35:52Z (GMT) / Submitted by TIAGO PENEDO (tp37_harry@hotmail.com) on 2018-05-04T13:41:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_final.pdf: 2290846 bytes, checksum: 55df0177b77cae283535bafcdcef98ad (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-05-07T17:07:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 penedo_t_me_bauru.pdf: 2008041 bytes, checksum: 672b9331fbf4c347f1107713c46e43d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-07T17:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 penedo_t_me_bauru.pdf: 2008041 bytes, checksum: 672b9331fbf4c347f1107713c46e43d0 (MD5) Previous issue date: 2018-04-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O aumento da oscilação do centro de massa causado pela fadiga muscular bilateral afeta o controle da postura em pé. Entretanto, ainda não é claro como a fadiga muscular afeta o controle postural, especialmente relacionado à estratégia motora e à assimetria. Assim, os objetivos deste estudo foram: i) analisar e comparar o uso de estratégias motoras para o controle postural de adultos jovens após fadiga muscular bilateral da região do tornozelo e do quadril, considerando a simetria no controle postural e; ii) analisar o efeito da fadiga muscular unilateral e bilateral de tornozelo na simetria dos membros inferiores durante postura bipodal estática. Para responder as questões da dissertação, dois estudos foram desenvolvidos. Participaram em cada estudo 20 adultos jovens com idade entre 20 e 35 anos. Os participantes realizaram avaliação postural sobre duas plataformas de força, antes e após fadiga muscular bilateral de tornozelo ou de quadril (estudo 1) e fadiga bilateral, fadiga unilateral do membro preferido e unilateral do membro não-preferido de tornozelo (estudo 2), sendo cada tipo de fadiga muscular realizado em um dia específico. A indução à fadiga foi realizada pela tarefa de flexão plantar e dorsiflexão do tornozelo (fadiga de tornozelo) sobre um step ou pela flexão e extensão do quadril (fadiga de quadril) sentado em uma cadeira, com frequência de movimento controlada. Em ambos os estudos os parâmetros do centro de pressão foram mensurados, sendo utilizado o índice de simetria para analisar o nível de assimetria no controle postural. Para responder os objetivos dos estudos, os parâmetros de interesse foram comparados através de ANOVAs e MANOVAs com fatores de acordo com as variáveis independentes de cada estudo. Os principais achados da dissertação foram que não houve alteração da estratégia motora após fadiga muscular e houve diminuição da assimetria entre os membros inferiores após fadiga muscular de tornozelo. Ainda, a fadiga bilateral de tornozelo não causou assimetria postural. Por outro lado, as fadigas unilaterais, tanto do membro preferido quanto do não-preferido, geraram assimetrias durante o controle da postura, na qual o membro preferido assumiu o papel de controlador principal da tarefa, mesmo depois de fadigado. / Bilateral muscle fatigue affects postural control while standing , increasing the sway of the center of mass . However, it is still unclear how muscle fatigue affects postural control, especially related to the motor strategy and asymmetry. Th us, th e objective s of this study were: i) to analyze and compare the use of motor strategies for the postural control of young adults after bilateral muscular fatigue of the ankle and hip, considering symmetry in postural control and; ii) to analyze the effect s of unilateral and bilateral ankle muscle fatigue on the symmetry of the lower limbs during bipodal standing . To answer the questions of the research project , two studies were develop ed. Participate in each study 20 young adults aged 20 to 35 years. Participants performed the postural task on two force platforms, before and after bilateral ankle or hip muscle fatigue (study 1) and bilateral, and unilateral of the preferred limb and uni lateral of the non - preferred limb ankle muscle fatigue (study 2). E ach type of muscle fatigue was performed on a specific day. Fatigue induction was performed by the plantar flexion and dorsiflexion of the ankle (ankle fatigue) task on a step or by flexion and extension of the hip (hip fatigue) sitting on a chair, with controlled movement frequency. In both studies the center of pressure parameters were measured, using the symmetry index to analyze the level of asymmetry in the postural control. In order to answer the objectives of the studies, the parameters of interest were compared through ANOVAs and MANOVAs with factors according to the independent variables of each study. The main findings of the dissertation were that there was no change in the motor s trategy after muscle fatigue and there was a decrease in the asymmetry between the lower limbs after ankle muscle fatigue. Moreover , bilateral ankle fatigue did not cause postural asymmetry. On the other hand, unilateral fatigue of both the preferred and t he non - preferred limb generated asymmetries during posture control, in which the preferred member assumed the role of main controller of the task, even after fatigue.

Human machine interface has been a growing field of scientific research for the last years. Conventional robots have been conceived as rigid metallic structures and, when metal meets human tissue, it is necessary to break the mindset in order to achieve better interaction. Exoskeletons, often called wearable robots, shares the same challenges with applications ranging from industry, to military, medicine and entertainment. This work introduces a systematic design of a development platform for exoskeleton research supported by Requirement Engineering and implemented through prototyping. The dynamics of the human joint and the robotic joint are modelled with different couplings between them. A Model Reference Adaptive Control is proposed as a solution for exoskeleton control and simulations indicate that it is capable of estimating human joint parameters in real time. The Model Reference controller is implemented, with successful modulation of the robotic joint apparent impedance. From a practical perspective, we present the design and construction of an experimental workbench and the use of an on-line repository for the control software development. The on-line repository results in a viable way for collaborative project management, software versioning and scientific contribution. The experimental workbench which was designed to meet the stakeholders needs - the university, patients and therapists - being of modular application, easy to operate and relatively low cost, can be used to conduct motor control experiments and rehabilitation tasks. / Interface homem e máquina tem sido um campo crescente de pesquisa científica nos últimos anos. Robôs convencionais têm sido concebidos como estruturas metálicas rígidas que, quando em contato com o tecido humano, faz necessário romper com o modo de pensar corrente para atingir uma melhor interação. Exoesqueletos, chamados também de robôs vestíveis, compartilham destes desafios e abrangem aplicação na indústria, militar, medicina e entretenimento. Este trabalho introduz uma abordagem sistemática, baseada em Engenharia de Requisitos e Prototipagem, para projeto de uma plataforma de desenvolvimento para pesquisa em exoesqueletos. A dinâmica da junta humana e da junta robótica são modeladas para diferentes acoplamentos entre si. O Controle Adaptativo por Modelo de Referência é proposto como uma solução para controle de exoesqueletos; simulações indicam ser capaz de estimar os parâmetros da junta humana em tempo real. O controlador por Modelo de Referência foi implementado, tendo sucesso na modulação da impedância aparente da junta robótica. De uma perspectiva mais prática, é apresentado o projeto e construção de uma bancada experimental e o uso de um repositório online para desenvolvimento do software de controle. O repositório on-line viabiliza gestão de projetos colaborativos, focado em versionamento de software e contribuição científica. A bancada experimental foi projetada para atender as necessidades de diferentes stakeholders - a universidade, os pacientes e terapeutas - sendo de aplicação modular, de fácil operação e relativo baixo custo, é capaz de conduzir experimentos de controle motor e tarefas de reabilitação.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Thyroid hormones are essential for normal brain development. Therefore thyroid disease may be responsible for the onset of severe neurological disorders. The proper functioning of the maternal thyroid gland, especially during the early stages of pregnancy, plays an important role in ensuring that the offspring have normal brain and body development.We aimed to investigate the impact of experimental gestational hypothyroidism (EGH) on nociceptive threshold and motor activity in the offspring at different postnatal ages (7th, 15th, 23rd, 30th, 60th and 120th postnatal days; PND) in rats. EGH was induced with methimazole (MMI) 0.02% in drinking water from day 9 of gestation until birth. The offspring was assessed for thermal and mechanical nociception using the tail-flick test and vonFrey filaments. Rota-Rod test and grip strength were used to assess motor function. EGH reduced thermal, but not mechanical threshold at all ages studied (p <0.05). Differently, 60 days old females offspring from MMI-treated dams (f-OMTD) were not affected by EGH when tested in the tail-flick. Only males OMTD presented a deficient locomotor performance using the Rota-Rod test (p < 0.01 at 60th PND), and the grip strength meter (p < 0.05 at 120th PND), in comparison to offspring from water-treated dams (OWTD). In conclusion, EGH promotes hypersensitivity to noxious thermal, but not mechanical stimulus, whereas motor performance is reduced and thermal hypernociception remains present, both only in mature males OMTD, suggesting the presence of a protective factor in females. / Os hormônios tireoideanos são essenciais para o desenvolvimento normal do cérebro. Portanto, doenças da tireóide podem ser responsáveis pelo aparecimento de graves distúrbios neurológicos. O bom funcionamento da glândula tireóide materna, especialmente durante os primeiros meses da gravidez, desempenha um papel importante para garantir que os filhotes apresentem adequado desenvolvimento corporal e cerebral. No presente estudo, investigou-se o impacto do hipotireoidismo gestacional experimental (HGE) na sensibiliade mecânica e térmica e desempenho locomotor na prole em diferentes idades pós-natais (7, 15, 23, 30, 60 e 120 dias pós-natais; DPNs). O HGE foi induzido adicionando metimazol (MTZ), a uma concentração de 0,02%, em água potável a partir do dia 9 de gestação até o parto. A prole foi avaliada para sensibilidade térmica e mecânica através dos testes tail-flick e vonFrey, respectivamente. Os testes Rota-Rod e o Grip Strength Meter foram utilizados para avaliar a função motora da prole. Assim, nossos dados demonstraram que o HGE não alterou a sensibilidade mecânica, no entanto, reduziu a latência térmica até o 1º mês de vida dos filhotes (7, 15, 23 e 30 DPN). Aos 60 DPNs, somente os filhotes machos de mães tratadas com MTZ durante o período gestacional apresentaram redução na latência térmica (p<0,05). Acrescido a isto, estes mesmos machos apresentaram desempenho locomotor deficiente aos 60 DPNs e força de preensão reduzida aos 120 DPNs (p<0,01 e p<0,05, respectivamente), em comparação com filhotes de mães eutireóideas. As mesmas alterações não foram observadas na prole do sexo feminino. Em conclusão, o HGE não altera a sensibilidade mecânica da prole, porém promove hipersensibilidade a estímulos térmicos nocivos, sendo que, na fase adulta (60 DPN), apenas os machos são afetados. Ademais, o desempenho motor é reduzido somente em machos, sugerindo a presença de algum fator de proteção no sexo feminino.

A presente tese investigou os efeitos de estresse na latência e acurácia de respostas motoras a estímulos visuais, e a eficiência de treino na reversão de tais efeitos. O embasamento teórico adotado foi o Attentional Control Theory, que prediz que em situações de estresse, o sistema atencional goal-directed fica prejudicado e sobrepujado pelo sistema stimulus-driven. O pênalti no futebol foi adotado como paradigma experimental. Os resultados revelaram que quando estressados participantes ou precisaram de mais tempo para responder ao estímulo visual ou eram incompetente em inibir respostas automáticas incompatíveis com a tarefa. Tais efeitos foram em parte revertidos com sucesso, revelando grandes diferenças individuais que parecem estar relacionadas com controle atencional. Os resultados também revelaram que a simples presença de um estímulo irrelevante para tarefa prejudicou a resposta motora. Os achados ofereceram uma melhor compreensão de como estresse e estímulos irrelevantes afetam o controle motor e de como treinamento pode reverter tais efeitos. / The current thesis investigated the effects of high-pressure on latency and accuracy of motor responses to visual stimuli and the efficiency of task-specific practice in managing these effects. The theoretical framework adopted was Attentional Control Theory, which argues that high-pressure increases stress and thus impairs the goal-directed attentional system. The penalty kick in football was adopted as paradigm. The experiments revealed that when stressed, participants either required more time to respond to the visual stimulus movement or were unable to inhibit automatic responses, resulting in consistent errors. Such effects were in part successfully reverted, revealing individual differences that seem to relate to the individuals tendencies for attentional control. Furthermore, the results showed that the mere presence of a threatening non-target object impaired shooting accuracy. The findings provide a better understanding of how high-pressure and non-target objects affect motor performance and how task-specific practice may revert such effects.

Antecedendo movimentos voluntariamente gerados, existe atividade neuronal encefálica que se inicia alguns segundos antes da execução deste movimento. Esta atividade preparatória é responsável pela elaboração de um plano de execução que alcança a via final comum para realização de um ato motor voluntário, os motoneurônios. Entretanto, na última década, evidências apontam para a participação de circuitos neuronais na medula espinhal apresentando padrão de atividade similar aos padrões observados em áreas encefálicas e que, possivelmente, estaria relacionado a uma atividade preparatória para o movimento voluntariamente gerado. Por este motivo, o presente trabalho teve por objetivo verificar a atividade de circuitos neuronais na medula espinhal durante diferentes instantes de proximidade da ação voluntariamente gerada em paradigma de tarefa motora com período de instrução. Para isso, inicialmente, 15 sujeitos saudáveis, sem histórico de doença neuromuscular foram submetidos ao protocolo experimental. O protocolo experimental constituiu-se do processo de recrutamento dos sujeitos, sua preparação para o ensaio dentro do ambiente experimental, bem como as orientações necessárias para execução dos procedimentos e paradigmas. Os procedimentos referem-se às etapas realizadas para captação do reflexo H, bem como desta captação sob a influência de técnica de condicionamento por inibição pré-sináptica. Essa captação ocorreu em janelas de aquisição em que o sujeito encontrava-se em repouso e em três instantes de expectativa para a execução de ação voluntária, estando o músculo sóleo atuando como agonista (flexão plantar) ou antagonista (dorsiflexão), em paradigma de tarefa motora voluntária com período de instrução. Após os registros, por meio de processamento dos sinais coletados, foi possível se calcular a amplitude pico-a-pico do reflexo H nas diferentes condições experimentais de proximidade da execução (1000, 600 e 200 milissegundos) e de atuação do músculo sóleo (agonista e antagonista) que foi usado para: (1) análise da variação da excitabilidade reflexa, em porcentagem da onda M máxima, (2) análise da ocorrência de inibição pré-sináptica e (3) análise da variação da inibição pré-sináptica, em porcentagem de inibição. Os resultados mostram que a porcentagem da onda M máxima aumentou significativamente nos três instantes de proximidade com os sujeitos estando em expectativa da execução da tarefa motora quando o músculo sóleo atuaria como agonista da contração, quando comparados com os registros obtidos nas mesmas condições em repouso. Contudo, somente a 200 ms da execução é que foi observado aumento da porcentagem da onda M máxima quando o músculo sóleo atuaria como antagonista. Inibição pré-sináptica ocorreu em todas as condições experimentais, contudo aumento significativo da porcentagem de inibição pré-sináptica foi somente observado a 200 ms da execução da tarefa motora em que o músculo sóleo atuaria como antagonista. Diferenças entre agonista e antagonista com relação ao padrão de excitabilidade reflexa foi somente observado a 600 ms de proximidade da execução da tarefa e essas diferenças com relação à porcentagem de inibição pré-sináptica foi somente detectada a 200 ms. Nossos resultados nos permitem concluir que circuitos neuronais na medula espinhal apresentam atividade no período preparatório para a execução de tarefa motora voluntária que podem estar relacionadas ao comportamento de expectativa da realização de uma ação motora eminente, bem como relacionada ao planejamento motor para a ação a longa proximidade da execução de movimentos. / There is brain activity preceding voluntary movements a few seconds before the execution of the movement. This preparatory activity is responsible for the execution plan that reaches the final common pathway, i.e., the motoneurons. In the last decade, there have been reports indicating the involvement of spinal cord circuits in the preparatory activity for movement. The present work has the objective of verifying the activity of spinal cord neuronal circuits at different times preceding a voluntary action, under an instructed delay period paradigm. Fifteen healthy subjects participated in the study. The protocol included an explanation of the experimental tasks. Electrophysiological recordings of the H reflex with and without presynaptic inhibition conditioning were employed. The epochs of H reflex recording were associated either with a resting period or with one of three pre-action periods. The subject received a cue at an appropriate time about the type of contraction: plantarflexion or dorsiflexion. Peak to peak H reflex values were computed in the control resting period and at 1000 ms, 600 ms and 200 ms before the action. Percent values of H amplitude with respect to maximum M values were computed as well as the level of presynaptic inhibition. The results have shown that the relative H reflex value increased significantly at the three premovement times for the soleus under an agonist contraction (i.e., plantarflexion) when compared to control. However, when the soleus was an antagonist to the contraction (i.e., dorsiflexion) there was a statistical difference in the H amplitude only at 200 ms before movement. Presynaptic inhibition occurred in all experimental conditions, however only at 200 ms before contraction there was a significant increase. Differences in reflex excitability between agonist and antagonist activity were only observed at 600 ms before action. On the other hand, differences in presynaptic inhibition were only found at 200 ms before contraction. The results indicated that spinal cord neuronal circuits are activated during the preparatory period preceding a voluntary action. These may be correlated with an expectancy behavior for the execution of an imminent motor action and also with the planning of a motor action at larger times preceding movement execution.

Le problème de commande motrice de systèmes exécutant des activités multi-objectifs et fortement contraintes est à résoudre pour permettre l’émergence de comportements performants et robustes ; l’élaboration de stratégies complexes de coordination motrice est critique pour en assurer les performances, faisabilité et sécurité.Bien que les approches de commande prédictive multi-objectifs permettent la définition de stratégies complexes et sous contraintes coordonnant l’activité motrice du système, leur coût de calcul est un inconvénient critique à leur application.Le travail présenté dans ce manuscrit vise à considérer des techniques de commande prédictive multi-objectifs pour des applications pratiques à la robotique humanoïde.Une architecture de commande est alors proposée sous la forme d’un contrôleur multi-objectif à deux niveaux, exploitant les avantages respectifs des formulations prédictive et instantanée.La contribution de ce travail prend la forme de la validation des avantages d’une telle approche dans son développement pour des défis pratiques, en simulation et implémentation temps-réel, sur les robots iCub et TORO ainsi que sur des modèles d’humain.Le coût de calcul du niveau prédictif est contenu par l’introduction de problèmes réduits, permettant la formulation avantageuse de problèmes de commande au travers de programmes en nombres entiers mixtes et de distributions séquentielles et parallèles.Malgré les approximations sur la dynamique du système au niveau prédictif, des comportements complexes émergent, exploitant des stratégies de coordination entre objectifs et contraintes conflictuels pour augmenter les performances et robustesse face à des perturbations. / Rising to the challenge of motor control for systems involved in multi-objective and highly-constrained activities is a requirement to enable the emergence of efficient and robust behaviors; the elaboration of complex motor coordination strategies is critical in ensuring performance, feasibility and safety.Although multi-objective predictive approaches enable the definition of complex and constrained strategies coordinating the motor activity of the system, their computational cost is a critical drawback from practical applications.The work presented in this dissertation aims at considering multi-objective predictive control for feasible and practical applications to humanoid robotics.A control architecture is proposed to this purpose as a multi-objective, two-layered controller exploiting the respective advantages of predictive and instantaneous formulations.The contribution of this work takes the form of the validation of the benefits from such an approach in its development for practical challenges and applications, in simulation and real-time implementation, on the iCub and TORO robots and virtual human models.Computational demand of the predictive level is contained with the introduction of reduced multi-objective predictive problems, enabling computationally-favorable formulations of the control problem using mixed-integer programming and sequential and parallel distributions.Despite the resulting approximations on the dynamics of the system at the predictive level, complex behaviors are emerging, exploiting elaborate coordination strategies between conflicting objectives and constraints to increase performance and robustness against disturbances.