Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4353.pdf: 2550869 bytes, checksum: f526a8acdbd92c4cb70c18e42ff66a55 (MD5) Previous issue date: 2012-04-25 / Universidade Federal de Minas Gerais / This study aimed to evaluate the effect of visual occlusion of the preferred arm on its frequency of use and kinematics in spontaneous reaching of static objects in 5-month-old infants. Participated in this study 30 infants, with half of them submitted to visual occlusion of the preferred arm and the other half having full vision while reaching a toy. A possible cumulative effect of visual occlusion was assessed through increasing periods in which the preferred arm was not visible by the infant. Analysis of manual preference indicated that occlusion of the preferred arm led to increased use of the contralateral arm for reaching, an effect more evident in infants showing weak manual preference. No effect of cumulative occlusion was detected, with similar indices of manual preference across the periods of occlusion. Results from kinematic analysis revealed straighter movements to the target when visually oriented. These results suggest that visual information can modulate manual preference and guide reaching control. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da oclusão visual do braço preferido sobre a preferência manual e sobre variáveis cinemáticas em movimentos espontâneos de alcançar objetos estáticos em bebês de cinco meses de idade. Participaram desse estudo 30 bebês, com metade deles sendo submetidos à oclusão visual do braço preferido e a outra metade tendo visão plena na ação de agarrar um brinquedo. O possível efeito cumulativo de oclusão visual foi avaliado por meio de períodos seguidos em que os bebês não tinham visibilidade do braço preferido. A análise da preferência manual indicou que a oclusão visual do braço preferido induziu maior frequência de alcances com o braço contralateral, efeito que foi mais evidente em bebês com fraca preferência manual. Não foi observado efeito cumulativo de oclusão, com índices de preferência manual semelhantes entre os períodos de oclusão. Os resultados da análise cinemática revelaram movimentos mais retilíneos em direção ao alvo de alcance quando visualmente orientados. Estes resultados sugerem que a informação visual pode modular a preferência manual e orientar o movimento de alcance.

Este trabalho apresenta a concepção, o projeto, o desenvolvimento e a validação experimental de uma plataforma robótica bioinspirada o robô KA\'I yxo com a habilidade de escalar árvores para aplicação em monitoramento ambiental. Tal motivação surgiu da necessidade crescente do estudo e do entendimento de ocorrências naturais pelas consequências envolvidas, muitas vezes trágicas. O monitoramento ambiental em larga escala e a dificuldade de acesso e cobertura de áreas significativas são fatores que indicam a importância e a utilidade de robôs nessas tarefas. O robô KA\'I yxo possui como aplicação primeira uma solução para aquisição de dados de radiação solar, temperatura, umidade e altitude, de maneira que a mesma seja uma ferramenta útil para pesquisadores, aplicação esta identificada como relevante para a pesquisa na área ambiental após visitas ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia INPA. O desenvolvimento da plataforma robótica bioinspirada exposto nesta tese apresenta a sua evolução, desde a versão inicial do robô Kamanbaré (seis versões), até a versão atual da plataforma KAI yxo (terceira versão). Para esta última, são expostos em detalhes os modelos mecânico e matemático. No modelo mecânico, a importante questão da mobilidade é considerada. O modelo matemático construído compreende a cinemática direta, a cinemática inversa, a definição da andadura e a dinâmica do robô. O texto contém também uma apresentação detalhada das arquiteturas de controle, de software e de hardware. A utilização de Geradores Centrais de Padrões (CPGs) é justificada e discutida em detalhes. O ajuste dos parâmetros da CPG é realizado por meio de um processo de otimização baseado na técnica de Times Assíncronos (A-Teams). Resultados experimentais obtidos com a plataforma robótica são apresentados e discutidos. / This work presents the conception, design, development and experimental validation of a bioinspired robotics platform the robot KA\'I yxo with the ability to climb trees for use in environmental monitoring. Such motivation arose from the growing need of studying and understanding the consequences of natural occurrences involved, often tragic. Environmental monitoring in large scale and the difficulty of access and coverage areas are significant factors that indicate the importance and the usefulness of robots in these tasks. As a first application, the robot KA\'I yxo represents a solution for data acquisition from solar radiation, temperature, humidity and altitude, so that it may be a useful tool for researchers. This application was identified as relevant to environmental research after visits to the National Institute of Amazonian Research INPA. The development of the bio-inspired robotics platform exposed in this thesis presents its evolution starting from the initial version of the robot Kamanbaré (six versions) and ending with the current version of KA\'I yxo platform (third version). For the latter, the mechanical and mathematical models are exposed in details. In the mechanical model, the important issue of mobility is considered. The mathematical model constructed comprises the forward kinematics, the inverse kinematics, the definition of the gait and the dynamics of the robot. The text also contains a detailed presentation of the control, software and hardware architectures. The use of Central Pattern Generators (CPGs) is justified and discussed. The tuning of the CPG parameters is performed by an optimization process based on the Asynchronous Teams (ATeams) technique. Experimental results obtained with the robotic platform are presented and discussed.

Neste estudo foi analisado o efeito de distância, velocidade, tamanhos do disco e do alvo, e massas do disco e da manopla, sobre o desempenho motor em movimentos requisitando rapidez e precisão. Para tanto, foram analisadas as características cinemáticas da tarefa de projetar um disco a um alvo com movimento de contato balístico, empunhando uma manopla. Os movimentos foram desempenhados sobre uma base plana e filmados com câmera optoeletrônica de alta freqüência. O estudo foi conduzido em seis experimentos com um grupo único de participantes. Os resultados indicaram que os modelos de controle motor que têm sido empregados para analisar a relação velocidade-precisão em tarefas mais simples não foram apropriados para explicar o comportamento da tarefa utilizada. O controle motor na tarefa demonstrou ser dinâmico e flexível, frente às diferentes restrições de movimento. As seguintes estratégias de controle foram sugeridas na explicação dos resultados: sincronização da maior velocidade e do instante de contato manopla-disco, manutenção na proporção entre as fases aceleração-desaceleração, maior inércia e menor impacto para aumentar a estabilidade de movimento, e o controle da velocidade e da precisão em dimensões independentes. A análise das ações articulares demonstrou as particularidades das estratégias utilizadas pelo sistema no movimento em função das variáveis manipuladas. Em conjunto, esta seqüência de experimentos permitiu uma compreensão mais ampla das estratégias de controle motor empregadas em movimentos com alta demanda de velocidade e de precisão / In this study it was analyzed the effect of distance, velocity, disc and target width, disc and manipulandum mass, over motor control of a rapid and accurate movement. For such, it was analyzed the kinematic characteristics of the task of launching a disc to a target using a ballistic movement, performed with a manipulandum. Movements were performed on a flat surface and filmed with a high frequency optoelectronic camera. The study was conducted through six experiments with a single group of participants. Analysis of results indicated that models of motor control that has been used to analyze speed-accuracy tradeoff in simpler tasks were not appropriate to explain the observed behavior in the task used. Motor control in the task showed to be dynamic and flexible, regarding the several constraints manipulated. The follow strategies of control were suggested to explain the results: synchronization of the peak velocity and the instant of disc-manipulandum contact, maintenance of the proportion between the acceleration-deceleration phases, greater inertia and minor impact to increase movement stability, and control of velocity and accuracy of independent dimensions. The prediction of Analysis of joint actions showed the particularities of the strategies used by the system on movement as a function of the manipulated variables. Together, this study sequence of experiments allowed for a deeper comprehension of the control strategies used in the control of rapid and accurate movements