UMA APLICAÇÃO DE REALIDADE AUMENTADA NO AUXILIO DA ADPATAÇÃO DE PROTESES EM MEMBROS SUPERIORES Kenedy Lopes Nogueira 1 , Alexandre Cardoso 1 , Edgard Lamounier 1 1 Faculdade de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Uberlândia Uberlândia – MG, Brasil (klopes@ibest.com.br – alexandre@ufu.br – lamounier@ufu.br ) Resumo – O presente artigo descreve uma aplicação de Realidade Aumentada (RA) no auxílio da adaptação de próteses em membros superiores. Como estudo de caso, optou-se pela analise de amputação de membro superior. Palavras-Chave – Biomedicina, Próteses, Realidade Aumentada. Abstract – This article proposes the use of techniques of Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) these are applications that involve the overlay of virtual imagery on the real world. The signals are captured and interpreted and translated that controls the virtual prosthesis, offering the user an alternative way to learn to control virtual members as arms, hands and fingers. Keywords - Arm, ARToolKit, Augmented Reality, Bio- Medicine, Virtual Reality. I. INTRODUÇÃO Este artigo destaca o uso de realidade aumentada na adaptação de paciente com perda de membros superiores a próteses, unido duas áreas de pesquisa: a realidade aumentada e engenharia biomédica. A proposta deste trabalho é reproduzir o funcionamento de uma prótese para o membro amputado, por meio de uma prótese virtual que tenha funcionamento similar a real usando técnicas de Realidade Aumentada. Essa prótese pode ser usada em fisioterapias em clinicas ou na própria residência do paciente. Como vantagem desta implementação, pode-se citar que a mesma (prótese virtual) pode ser usada para treinar o usuário, enquanto a prótese definitiva fica pronta (uma vez que as próteses são feitas por encomenda devido às diferenças de dimensões, faixa etária, peso e outros fatores relevantes). Outra vantagem e que a prótese mecânica e relativamente pesada e pode se tornar desconfortável o uso desta antes de um período de cicatrização, mas a prótese virtual pesa muito pouco, somente o peso do marcador, podendo ser usada logo nos primeiros dias pós-trauma. Esta aplicação é uma expansão de um trabalho em andamento, e se trata de treinamento de prótese utilizando realidade virtual não imersiva utilizando openGL. II. MOTIVAÇÃO Foram identificados inúmeros projetos que aplicam técnicas de Realidade Aumentada (RA) nas mais variadas áreas, tais como: cirurgia guiada por imagem, telemedicina, treino e planejamento cirúrgico.[2] Destacamos o uso da realidade aumentada para treinamento e adaptação de paciente com perda de membros superiores a próteses. A grande contribuição deste é a utilização de RA para proporcionar ao usuário uma maior imersão onde combinando as cenas virtuais e ambientes reais em um ambiente único. Fig. 1. - Cirurgia Guiada por Imagem (MIT/Brigham Hospital)[3] III. FUNDAMENTOS TECNOLÓGICOS 1) ARToolKit é uma biblioteca que usa técnicas de visão computacional para calcular o ponto de vista real da câmera em relação a um marcador no mundo real. Há vários passos, conforme mostra as figuras abaixo. Primeiro a imagem de vídeo é transformada em uma imagem binária (em P&B) baseada no valor do limiar de intensidade. Depois, busca-se nesta imagem por regiões quadradas. O ARToolKit encontra todos os quadrados na imagem binária, muitos dos quais não correspondem a marcadores de referência. Para cada quadrado, o desenho padrão dentro dele é capturado e comparado com alguns gabaritos pré-treinados. Se houver alguma similaridade, então o ARToolKit considera que encontrou um dos marcadores de referência. O ARToolKit usa então o tamanho conhecido do quadrado e a orientação do padrão encontrado para calcular a posição real da câmera em relação à posição real do marcador. Uma matriz 3x4 conterá as coordenadas reais da câmera em relação ao marcador. Esta matriz é usada para calcular a posição das coordenadas da câmera virtual. Se as