Projetos
Projetos que atuamos
Seja bem-vindo à seção de projetos de nosso laboratório. Convidamos você a explorar nossos projetos e descobrir com o que estamos trabalhando.
Estruturas inteligentes para robôs de assistência e monitoramento (FINEP)
Este projeto visa desenvolver estruturas para robôs, a fim de que a assistência e o monitoramento deles sobre as pessoas seja mais eficaz. Faz parte da pesquisa a construção de robôs vestíveis, flexíveis e de andadores robóticos. Os robôs vestíveis apresentam sensores integrados em sua estrutura, de forma que o sensor constitua o objeto e torne o sistema mais leve. Como os robôs apresentam estruturas rígidas que podem machucar o paciente, também estão sendo desenvolvidos robôs flexíveis, para que materiais com flexibilidade possam intermediar o contato entre o ser humano e o robô de forma a diminuir riscos. Além disso, com sensores dispostos em andadores robóticos, a intenção de movimento do paciente é identificada, bem como a presença de possíveis interferências no ambiente que possam atrapalhar o paciente seguir em frente. O projeto começou em novembro de 2021 e sua previsão de término é para novembro de 2024.
Núcleo de pesquisa, desenvolvimento e inovação em estruturas multifuncionais com sensores ópticos integrados (FAPES)
O projeto consiste em inserir sensores óticos em estruturas convencionais, de forma que elas se tornem multifuncionais. A partir disso, objetos presentes em nosso dia a dia, além de desempenharem seus respectivos papéis, servirão para sensoriamento de parâmetros. A partir da integração de sensores em concreto, por exemplo, a mistura cimentícia ganhará uma função adicional, que nesse caso, poderá ser o monitoramento da cura do concreto. Também serão realizadas impressão 3D em dispositivos que tenham fibras ópticas integradas, e sensores serão dispostos em dispositivos médicos inteligentes. Além de tudo o que foi citado anteriormente, há a parte sustentável do projeto. Para que haja sustentabilidade, será proposto o desenvolvimento de sensores ópticos por meio de materiais reciclados, especificamente plásticos transparentes, como: tela de monitor e garrafas pet. Iniciado em 01/12/22, a pesquisa terminará em 30/11/25.
Tecidos inteligentes para automatização de protocolos de mobilidade e equilíbrio: uma alternativa de baixo custo e acessível para predição de quedas em idosos (FAPES)
Existem, atualmente, tecidos inteligentes com acelerômetros que podem ser inseridos na região lombar de um paciente enquanto ele faz protocolos fisioterapêuticos, seja atividades de caminhada ou o teste Timed Up and Go (TUG), que consiste na alternância entre sentar, levantar, caminhar, virar, caminhar e sentar novamente. É fato que o TUG é um protocolo bastante utilizado, já que ele consegue avaliar questões relacionadas ao equilíbrio da pessoa idosa e dispor métricas que classificam se determinado idoso corre risco de queda ou não. No entanto, ele não é realizado de forma automática. Por isso, a principal ideia do presente projeto é utilizar sensores ópticos e eletrônicos integrados a roupas para que tudo isso seja feito de maneira automatizada. Essa pesquisa começou em 01/12/22 e finalizará em 30/11/2023.
Reciclagem de plásticos para fabricação de fibras ópticas para sistemas de monitoramento de microplásticos e qualidade da água (CNPq)
A proposta geral deste projeto é a coleta de lixos da água, e depois de tornar o material coletado útil, devolvê-lo para o ambiente aquático. Nesse sentido, o plástico que estava inicialmente poluindo a água, voltará para o local com funcionalidade inversa: ao invés de poluir, ajudará a evitar a poluição. Por meio do processo de reciclagem, plásticos transparentes serão transformados em fibras ópticas, enquanto os plásticos não transparentes se tornarão filamento para impressora 3D. Depois disso, as fibras ópticas e os filamentos reaproveitados serão utilizados para desenvolvimento de sensores que medirão a qualidade da água e detectarão a presença de microplásticos no ambiente. Os sensores feitos de material reciclado serão instalados através de uma bóia inteligente com sistema de alimentação solar e ficarão mergulhados para realizarem a medição constante da qualidade da água. Além disso, este projeto possui a parte de aquicultura de recirculação, que consiste em pegar a água do mar e recirculá-la de forma que ela seja sempre renovada. Os sensores dispostos nas válvulas reguladoras de entrada e saída de água serão responsáveis por identificar a qualidade da água que entra e sai, já que a vida dos peixes depende de um ambiente aquático sustentável. Iniciada em 23/12/22, a previsão de término da pesquisa é para 31/12/25.
Tecnologias fotônicas para instrumentação e desenvolvimento de estruturas flexíveis e multifuncionais (FAPES)
O principal objetivo deste projeto é a utilização de sensores e fibras ópticas para integrar estruturas flexíveis, como: tecidos, polímeros, plásticos, para que elas tenham múltiplas funções. Ao utilizar o exemplo de uma calça, com o sensor ela terá, além da função básica de vestir, a capacidade de monitorar atividades. Vale destacar que a presente pesquisa integra também a vertente de biomarcadores. Por meio de amostras pessoais, o biomarcador identifica de forma quantitativa se o indivíduo está com estresse, fadiga, ou outra característica. O projeto iniciou-se em 01 de dezembro de 2021 e seu término está previsto para 30 de novembro de 2023.
Novas técnicas de bioimpressão 4D em materiais avançados opticamente ativos (FINEP)
Por meio da impressão 4D de biomateriais, este projeto visa desenvolver diferentes sistemas. Um dos sistemas que é desenvolvido diz respeito aos curativos inteligentes. Além do desenvolvimento dos curativos, são realizados estudos acerca da seleção dos materiais e das metodologias a serem utilizadas. Posteriormente há a parte da aplicação, que possui 3 vertentes: curativos inteligentes; biossensores para medir algum parâmetro fisiológico e, por fim, músculos artificiais programáveis. Este projeto começou em 2023 e terminará em 2026.
Prova de conceito para sensoriamento da qualidade da água utilizando tecnologia de fibra óptica (ArcelorMittal)
Este projeto objetiva analisar a qualidade da água por meio de sensores. Estes equipamentos fazem as análises quantitativas valendo-se de informações acerca da turbidez da água, do pH e da condutividade elétrica. Além disso, há medição da temperatura da água em diferentes pontos e a vazão do trecho. Indiciado em 2023, a pesquisa terá seu término 6 meses depois da data de início.
Desenvolvimento de algoritmo automatizado e análise de dados (Technip)
Os dados armazenados nos sensores ópticos previamente coletados serão analisados. Na inspeção, serão aplicadas técnicas de inteligência artificial e de aprendizado de máquinas para que padrões sejam detectados. Dessa forma, características e parâmetros poderão ser identificados por intermédio da análise inteligente de dados feita nos sensores.
Robótica de assistência e reabilitação através da união entre realidade virtual, biossensores, óptica, inteligência artificial e computação em nuvem (FINEP)
O principal objetivo do Projeto é colaborar na reabilitação de enfermos e prestar assistência ocupacional a trabalhadores industriais por meio de tecnologia avançada. Para que a grande meta seja cumprida, as seguintes atividades devem ser desenvolvidas: Desenvolvimento de estruturas vestíveis (ao inserir o sensor na vestimenta pessoal do paciente ocorrerá a medição dos parâmetros de saúde por meio da movimentação dos membros); Dispositivos que ajudam a realizar trabalhos exaustivos (através do desenvolvimento de dispositivos robóticos que auxiliam o ser humano em tarefas laborais é possível beneficiar trabalhadores industriais); Treinamento com realidade virtual (a integração da realidade virtual ajuda o paciente a controlar o andador sem risco de queda); Integração dos sensores na nuvem (as informações acerca do paciente poderão ser analisadas posteriormente de forma remota, por meio da nuvem que armazenará de forma segura os dados); Sensores para biomarcadores (com eles é possível medir o nível de estresse e fadiga a fim de evitar problemas posteriores); Estratégias de difusão, atendimento externo e formação de recursos humanos (divulgação científica para que a comunidade interna e externa conheça as pesquisas desenvolvidas) e estratégias de prospecção de novos projetos e interação com setor privado (parceria com empresas e agências governamentais para que os projetos tenham financiamento tanto do setor público quanto do privado).
Bioimpressão 3d fotônica assistida por materiais 2d para nova geração de dispositivos biomédicos (CNPq/BRICS)
O presente projeto é da CNPQ em conjunto com o BRICS. Como ele é realizado em cooperação com os países do BRICS, há divisão de tarefas juntamente com a China e a Índia. As atividades da pesquisa envolvem desenvolvimento de materiais e técnicas de impressão; desenvolvimento da metodologia; curativos inteligentes e criação de dispositivos transparentes para a interface cérebro-computador. Este último é liderado pela China e consiste no uso de sinais cerebrais para controlar diferentes dispositivos do cotidiano, como: eletrodomésticos e sistemas de assistência. Eletrodos capazes de medir o sinal elétrico no ato da concentração são dispostos na parte externa da cabeça do ser humano, e quando o sinal elétrico chega no limite determinado, o dispositivo é acionado. Além disso, na parte do projeto que é liderada pela Índia há a presença dos dispositivos plasmônicos. Nessa seção, é utilizada uma fibra óptica com compostos químicos para que haja medição de algum parâmetro de interesse, seja ele hormônio ou biomarcador. Iniciado em 23/12/22, o projeto fenece em 31/12/24.
Perfilador com fibra óptica para tanques FPSO
A presente pesquisa é continuação do projeto denominado “Sensor de Fibra Óptica para Medição Simultânea de Temperatura e Nível de Óleo em Tanques de Produção Terrestre”, que começou em 2012 e terminou em 2015. Depois da primeira fase, que consistia na medição de temperatura e nível do óleo, o projeto evoluiu para medição de nível de interface de água e óleo, com a separação precisa dos dois a fim de não haver poluição do ambiente e nem produção de petróleo com baixa qualidade. Agora, entra na fase 3, que corresponde a esta pesquisa. Seu principal objetivo é aplicar os sensores dentro dos tanques em operação da Petrobrás.
Inteligência computacional e sensoriamento em fibras ópticas para planejamento de manutenção preditiva de equipamentos de laminação e de correias transportadoras (FAPES-ArcelorMittal)
O principal objetivo deste projeto é fazer a manutenção constante dos equipamentos de laminação e de correias transportadoras para que não haja déficit qualitativo na produção. Para tal, é realizada a manutenção preditiva, que ao contrário da preventiva, visa controlar o funcionamento dos objetos de forma constante. A partir dessa manutenção incessante, problemas nos rolos transportadores do processo de laminação serão identificados com antecedência, e a chapa de aço a ser produzida não sofrerá danos. Logo, por meio da inteligência computacional e do sensoriamento em fibra óptica, a qualidade dos equipamentos não será comprometida devido à observação contínua do sistema. Iniciada em 01/09/2021, a presente pesquisa fenecerá em 31/08/26.