Adriano Almeida Gonçalves Siqueira.

Os sistemas de Saúde formam uma estrutura complexa cuja compreensão e modelagem envolve múltiplos fatores e suas relações. A diversidade demográfica do Brasil compõe um cenário ainda mais desafiador para a Gestão em Saúde. Por outro lado, a superação deles pode produzir avanços significativos para a Saúde no Brasil e no mundo. Métodos avançados em Inteligência Artificial (IA) têm gerado descobertas significativas e de impacto socioeconômico para diversos problemas complexos. Essa proposta de Centro busca catalisar o conhecimento de grupos de excelência da USP e de outras instituições de pesquisa do estado de SP para desenvolver métodos avançados de IA capazes de superar tais desafios. Para isso, os projetos do Centro devem inovar nas principais frentes de pesquisa de IA, como Aprendizado Profundo (Graph Neural Networks, Large Language Models e Diffusion Models), Modelos Estruturais Interpretáveis e Causais, e Tomada de Decisão Multicritério, de forma a lidar com múltiplas modalidades de dados, com a demanda por interoperabilidade dos sistemas e com dados de saúde não-estruturados, buscando melhorar a eficiência, o custo-benefício e a qualidade dos serviços em Saúde, para a micro- e a macro-gestão (hospitais públicos, privados e instituições de saúde) gerando modelos consistentes e interpretáveis que possibilitem a tomada de decisão confiável.

O projeto do Centro de Tecnologia Assistiva para as Atividades de Vida Diária tem como objetivo prover soluções para restaurar ou manter a mobilidade pessoal das pessoas com deficiências ou limitações motoras, causadas por problemas como lesão medular, acidente vascular cerebral, doenças como Parkinson ou envelhecimento. O projeto é uma iniciativa multidisciplinar e multimodal, baseada na experiência de trabalho conjunto de diferentes unidades da Universidade de São Paulo, além de novos parceiros estratégicos, como o IMREA e o IPT. O projeto visa superar os desafios do custo elevado e da falta de adaptação das tecnologias assistivas às necessidades específicas dos usuários, seguindo os princípios da Convenção dos Direitos da Pessoa com Deficiência. O projeto foca na mobilidade, como um fator essencial para a qualidade de vida, o bem-estar e a inclusão social. Para isso, serão desenvolvidas soluções baseadas em cadeiras de rodas e em exoesqueletos de membros inferiores, que possam ser personalizados e ajustados conforme as demandas dos usuários.

Esse projeto visa a realização de um estudo de viabilidade para o uso de robôs móveis terrestres e aéreos na execução de atividades comumente realizadas em instalações petrolíferas (offshore e onshore). Será criada a infraestrutura laboratorial e serão adquiridos os equipamentos necessários para o desenvolvimento de pesquisas nessa área através da submissão de projeto de infraestrutura junto com este projeto de pesquisa. Propõem-se inicialmente o emprego de softwares de simulação para a avaliação de performance dos robôsterrestres e aéreos em ambientes típicos de instalações petrolíferas e avaliação do emprego de diferentes técnicas para controladores (softwares) e sistemas de navegação e percepção embarcados. Para acelerar a execução do projeto, estão previstas visitas à ETH, EPFL, UZH e fornecedores de robôs na Suíça para atualização do grupo de pesquisadores quanto às últimas versões dos robôs que serão adquiridos e empregados neste projeto e em eventuais continuidades do mesmo.

Este Projeto propõe o desenvolvimento de sistemas para monitoramento, reabilitação e auxílio à locomoção considerando três cenários. No primeiro, indivíduos que conseguem se locomover e
realizar atividades cotidianas de forma independente, mas que precisam de monitoramento
constante para intervenções ou prevenção de acidentes. Para este primeiro cenário, sistemas
inteligentes e de baixo custo utilizando rede de sensores em fibra óptica são propostos para o
monitoramento remoto de atividades de pacientes. No segundo cenário, temos os indivíduos que
podem recuperar suas capacidades motoras com seções de reabilitação. Neste caso, uma
plataforma robótica é proposta para reabilitação de membros inferiores com sensores incorporados
diretamente na estrutura da plataforma para monitoramento contínuo da interação do usuário e os
sistemas robóticos da plataforma. Por fim, temos um cenário no qual os indivíduos perderam parte
da sua capacidade motora e necessitam de tecnologias assistivas, assim, sistemas robóticos
flexíveis são propostos utilizando estruturas multifuncionais que, além de sua função estrutural,
também é utilizada para sensoriamento do dispositivo.

Tendo em vista os avanços recentes da ciência e a revolução mundial causada pela interconexão de dispositivos diversos através do paradigma da Internet das Coisas, o presente Projeto de Pesquisa prevê a criação do Núcleo de Excelência em Sensoriamento Avançado e Inteligência Computacional conformado por pesquisadores de diferentes áreas e Grupos de Pesquisa de instituições nacionais e internacionais. Com o foco no fortalecimento das competências locais nas tecnologias associadas à Fotônica, Robótica e Inteligência Artificial, propõe-se a disseminação de tais tecnologias através do desenvolvimento de novos produtos e serviços tecnológicos nas áreas da Indústria e de Robótica de Reabilitação. Três temas principais serão abordados: (i) o desenvolvimento de sensores em fibras ópticas para monitoramento de processos industriais e manutenção preditiva de equipamentos no setor industrial; (ii) o desenvolvimento de sensores em fibras ópticas para sistemas vestíveis e flexíveis que viabilizem o avanço e a popularização dos soft robots e dos têxteis inteligentes e (iii) a implementação de técnicas de Inteligência Artificial para as diferentes aplicações relacionadas com monitoramento inteligente de processos industriais e com os sistemas robóticos autônomos para reabilitação e assistência. Combinando as linhas temáticas propostas, pretende-se que o Núcleo de Excelência em Sensoriamento Avançado e Inteligência Computacional seja fonte geradora e transformadorade conhecimento para o desenvolvimento de pesquisa e inovação relevantes para o desenvolvimento do Estado do Espírito Santo e com abrangência nacional e internacional. EDITAL FAPES N 019/2022 CHAMADA DE APOIO A NÚCLEOS CAPIXABAS DE EXCELÊNCIA EM PESQUISA.

Este projeto de pesquisa propõe desenvolver e avaliar estratégias adaptativas híbridas para a reabilitação robótica do caminhar, utilizando algoritmos de controle adaptativos e novas interfaces de comunicação e interação entre o usuário e os dispositivos robóticos, como por exemplo, a Estimulação Elétrica Funcional (FES, do inglês Functional Electrical Stimulation) e a Realidade Virtual (RV). Especificamente, pretende-se desenvolver um sistema integrado de RV e exoesqueletos de membros inferiores, considerando a caminhada em esteira e no solo. Este sistema será utilizado em conjunto com os sistemas de identificação das fases do caminhar e de estimativa da fadiga muscular para fornecer informações necessárias ao sistema de controle adaptativo de FES. Este último sistema atuará em conjunto com o controle de impedância variável do exoesqueleto para dar suporte ao caminhar e promover a reabilitação motora. Os algoritmos de estimativa e estratégias adaptativas híbridas serão avaliados com voluntários saudáveis e com pacientes com sequelas decorrentes de acidente vascular cerebral (AVC) ou lesão medular incompleta.

Atuadores hidráulicos possuem diversas propriedades que os fazem atrativos para aplicações com robôs móveis com braços e pernas. Entre elas, possuem densidade de potência mais elevada que atuadores elétricos, conseguindo satisfazer as demandas de força e velocidade com dispositivos mais compactos e leves, sem a necessidade de engrenagens adicionais. Ainda assim, a pesquisa dessa tecnologia aplicada a área de robótica no Brasil é praticamente inexistente, inclusive na USP. Logo, esse projeto de pesquisa tem como objetivo preencher essa lacuna e alavancar o uso tanto da hidráulica quanto de robôs com pernas e braços no estado de São Paulo e no Brasil, se encaixando assim na modalidade Jovem Pesquisadores em Centro Emergente. O foco do projeto é no controle desse tipo de atuadores em robôs, principalmente o controle de força e impedância quando em contato com o ambiente ou pessoas durante tarefas de locomoção e/ou manipulação. Diversas abordagens de controle serão implementadas em robôs hidráulicos de diferentes complexidades, incluindo um brac'o robótico e um robôs quadrúpede. O projeto engloba ainda uma análise sistemática de características importantes para o sistema de malha fechada, como frequências de amostragem e controle, e rigidez da transmissão hidráulica. Os mesmos algoritmos serão também implementados em plataformas atuadas eletricamente para uma metódica comparação de desempenho e estabilidade, ressaltando prós e contras de cada sistema de atuação. Este projeto tem 4 anos de duração e conta também com o considerável apoio financeiro, tecnológico e intelectual de 7 parceiros internacionais e 1 nacional de grande prestígio na área

Do ponto de vista clínico, esse projeto destina-se ao atendimento de crianças portadoras de epilepsia e displasia cortical para auxiliar neurocirurgiões no desafio de atingir áreas cerebrais doentes e que precisam ser retiradas com o menor risco de sequelas. Do ponto de vista de engenharia propomos a implementação e a análise de um sistema automático de modulação do comportamento do conjunto dinâmico formado pelo robô, cirurgião e paciente em contato físico. A estabilidade e desempenho desse conjunto dependem das características desse conjunto dinâmico. Nossa abordagem une simulação computacional e experimentos em um cenário cirúrgico semi-estruturado. A integração visuo-motora faz uso ainda de métodos de aprendizagem por demonstração e inteligência artificial.

The objective is to evaluate an adaptive system for robotic telerehabilitation which considers the performance and forces generated by the players during a cooperative game and changes the level of assistance of each robot. The proposal is to have one Anklebot at MIT (commanded by the student, during his visit to MIT) and one at the Rehabilitation Robotics Laboratory at São Carlos, with an internet communication transmitting the data from each robot to the other.

O CePOF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids), apoiados pela FAPESP por um período de até 11 anos, que têm como missão desenvolver investigação fundamental ou aplicada, com impacto comercial e social relevante, contribuir para a inovação por meio de transferência de tecnologia e oferecer atividades de extensão para professores e alunos do ensino fundamental e médio e para o público em geral. As missões do CePOF são: Desenvolver ciência báscia e aplicada, promover avanços tecnológicos na área de óptica bem como promover uma ampla e profunda colaboração interdisciplinar entre o Centro, empresas privadas, e parceiros internacionais.

A presente proposta está submetida pelo Núcleo de Apoio à Pesquisa em Reabilitação Avançada (NAP-NEAR) da Universidade de São Paulo que cumpre os requisitos da chamada 84/2013 para ser qualificada como Núcleo Emergente em Tecnologías Assistivas. O objetivo da presente proposta é o desenvolvimento de um sistema robótico (exoesqueleto) com estabilidade bípede para assistir à caminhada de pessoas com deficiências motoras. Por isso, pode considerarse na Área Macro 06 (órteses e próteses) da chamada mas também atinge os objetivos das Áreas Macro 7 (adequação postural) e 8 (auxílios de mobilidade). Estando, portanto, perferitamente enquadrada no objetivo da chamada.

Este projeto de pesquisa propõe desenvolver e validar experimentalmente um sistema de estimativa robusta para posicionamento absoluto de exoesqueletos de membros inferiores, como parte de um projeto geral de uma estratégia adaptativa baseada em impedância variável para a reabilitação do caminhar de pacientes que sofreram Acidente Vascular Encefálico. O sistema de estimativa será avaliado em dois dispositivos robóticos distintos. O primeiro dispositivo é o exoesqueleto para membros inferiores denominado Exo-Kanguera, projetado e construído pelo proponente em projeto anterior. Ele possui três graus de liberdade, atuando nas juntas do quadril, joelho e tornozelo, utilizando atuadores elásticos em série. O outro dispositivo, denominado Anklebot, possui atuação ativa em duas juntas do tornozelo (dorsiflexão/flexão plantar e inversão/eversão) por meio do controle de impedância da interface entre o equipamento e o usuário. Filtros robustos baseados no filtro Kalman serão utilizados em estratégias de fusão dos dados de sensores inerciais. Em oposição a estas modelagens via estimativa local, utilizando somente uma unidade inercial para cada modelo, também será utilizada uma modelagem global obtendo a melhor informação de cada sensor combinando-os em um 
modelo Markoviano.

Este projeto de pesquisa propõe desenvolver uma estratégia adaptativa baseada em impedância variável para a reabilitação do caminhar de pacientes que sofreram Acidente Vascular Encefálico. A estratégia proposta será avaliada em dois dispositivos robóticos distintos. O primeiro dispositivo é o exoesqueleto para membros inferiores denominado Exo-Kanguera, projetado e construído pelo proponente em projeto anterior. Ele possui três graus de liberdade, atuando nas juntas do quadril, joelho e tornozelo, utilizando atuadores elásticos em série. O outro dispositivo, denominado Anklebot, possui atuação ativa em duas juntas do tornozelo (dorsiflexão/flexão plantar e inversão/eversão) por meio do controle de impedância da interface entre o equipamento e o usuário. A avaliação da estratégia proposta será inicialmente realizada com indivíduos saudáveis.

Este projeto de pesquisa propõe a construção de órteses ativas transparentes para o auxílio à locomoção de pessoas com deficiência. A transparência pretendida neste projeto se refere à utilização do dispositivo por parte do usuário sem que este perceba que o está utilizando. Para obter esta característica, será desenvolvido um conjunto de órteses ativas leves e compactas, mas que ao mesmo tempo dê o suporte necessário para o caminhar. Também serão estudados novos dispositivos de sensoriamento, acionamento e controle do equipamento, visando uma melhor interface de comando para o usuário. Assim, o exoesqueleto terá maior autonomia, através da execução automática de movimentos complexos. Pretende-se fazer com que os movimentos do exoesqueleto se adaptem de forma autônoma às características do terreno, diminuindo a necessidade de intervenção constante por parte do usuário.

O presente projeto visa propor e validar novos paradigmas de reabilitação utilizando terapia robótica na recuperação da capacidade funcional de membros superiores e inferiores de pacientes pós-AVE. O desenvolvimento do projeto será realizado por uma equipe multidisciplinar, envolvendo fisioterapeutas, biólogos, médicos, engenheiros, físicos, biomédicos, com um plano de pesquisa de 5 anos. A seguir são apresentadas em os objetivos gerais propostos nesta pesquisa: (i) analisar os efeitos da terapia robótica-assistida para membros superiores envolvendo movimento planar de ombro e cotovelo em pacientes com AVE; (b) desenvolver de novos dispositivos robóticos (i.e., exoesqueletos para membros superiores e inferiores), modelo matemático de controle motor e sistemas computacionais para aplicações clínicas; (c) avaliar a neuroplasticidade após a terapia robótica por meio de metodologias morfofuncionais, neurofisiológicas, moleculares e genéticas.

Este projeto de doutorado propõe o desenvolvimento de um sistema de filtragemrobusta para estimativa de posicionamentos angulares absolutos e forças de interaçãoem exoesqueletos de membros inferiores. A estimativa dos posicionamentos angulares edas forças de interação, geradas pelo contato entre o usuário e os elos do exoesqueleto,são imprescindíveis para se reproduzir um caminhar estável, seguro e de acordo com aintenção de caminhar do usuário. Pretende¬se utilizar unidades de medida inercial, doinglês Inertial Measurement Unit (IMU), encoders e sensores de pressão como unidadesbase de medição, além dos sistemas de medição de força presentes nos atuadores. Nesteprojeto será proposto a utilização de sensores IMUs de baixo custo, justificando¬se o usode filtragem robusta e permitindo a construção de ambulatórios portáteis para uso empacientes fisioterápicos, quebrando a premissa de ser necessário construir um laboratóriodedicado. Vale ressaltar que este assunto vem sendo trabalhado pelo grupo de pesquisado Laboratório de Reabilitação Robótica no projeto de iniciação científica do alunoCleiton Caltran, bolsista FAPESP (processo no. 2009/05713¬0). O sistema de filtragemabsoluta será avaliado no Exo¬Kanguera, um exoesquelto para membros inferiores desenvolvidoe construído no mesmo laboratório com apoio da FAPESP através de ProjetoIndividual de Pesquisa (processo no. 2008/09530-4), em nome do Prof. Dr. AdrianoA. G. Siqueira, orientador desta proposta de doutorado. Também estão associados osprojetos de mestrado do aluno Willian M. dos Santos (processo no. 2011/04074¬2) e aoaluno de doutorado Bruno Jardim.

Sistema de inspeção de linhas de transmissão utilizando helicóptero de pequeno porte (minicóptero), não-tripulado, capaz de voar em modo semi-automático ou manual.

Nste projeto serão desenvolvidos algoritmos de controle de marcha para um exoesqueleto para membros inferiores baseado em uma órtese comercial. Na primeira fase do desenvolvimento do exoesqueleto foram realizados a simulação do modelo órtese-paciente utilizando os \textit{softwares} ADAMS e Matlab, a aplicação de algoritmos de adaptação do padrão de marcha e o projeto e construção de uma órtese tornozelo-pé ativa acionada por um atuador elástico em série com controle de força e impedância. Na segunda fase serão projetadas e construídas as demais partes do exoesqueleto, são elas: os acionamentos do joelho e do quadril. Além disso, pretende-se desenvolver algoritmos de adaptação de marcha utilizando redes neurais artificiais considerando o critério de estabilidade de caminhar denominado ZMP (Zero Moment Point) e as forças de interação geradas pelo usuário.

: Através do estudo dos fundamentos científicos para o controle de mancais hidrodinâmicos e amortecedores aplicados a rotores, umas base de conhecimento será criada, cujo objetivo é compreender técnicas inovadoras para aplicações práticas. No que concerne a dinâmica de rotores, um grupo restrito ainda pratica a pesquisa científica, tentando continuamente melhorar o desempenho e a segurança das máquinas rotativas. Este projeto visa avançar nas tecnologias desenvolvidas nos projetos precedentes, com ênfase na continuidade da parceria com a TU Darmstadt, consolidada através do projeto PROBRAL 04/179, iniciado em janeiro de 2004 e encerrado em dezembro de 2006 e o projeto DFG/FAPESP 07/54647-4. Os objetivos principais consistem em: 1) aplicar e avaliar o desempenho de amortecedores e absorvedores para suavização da amplitude de vibração em testes de rotores, assim como no controle de vibrações destas máquinas em situações específicas. 2) aperfeiçoar e refinar os modelos de mancais hidrodinâmicos em situações não-estacionárias, objetivando uma melhor representação do sistema rotativo completo, de modo a identificar parâmetros desconhecido e identificar falhas

Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos (INCT-SEC) ? Grupo Temático: Desenvolvimento de Veículos Terrestres Autônomos
Este grupo de trabalho tem como missão principal o desenvolvimento de sistemas de navegação autônoma e assistida para veículos terrestres. Mais especificamente, espera-se que os sistemas desenvolvidos possibilitem: i) ampliar a capacidade cognitiva do condutor auxiliando-o de forma cooperativa a melhorar sua capacidade e qualidade de direção, alertando-o da existência de situações de risco, e, eventualmente, atuando em conjunto com o mesmo para evitar essas situações; ii) conduzir o veículo de maneira autônoma, baseado nas informações obtidas por sensores acoplados ao veículo. Cabe também ressaltar que boa parte dos sistemas desenvolvidos por este grupo poderá ser utilizada pelos demais grupos temáticos do INCT-SEC, principalmente pelo grupo de Desenvolvimento de Robôs Táticos 
para Ambientes Internos, uma vez que existe uma grande sobreposição das técnicas computacionais e dos dispositivos de hardware utilizados por esses grupos de trabalho. Participantes: José Carlos Maldonado (Coordenador), Denis Wolf, Osório, Marcelo Becker, Adriano A. G. Siqueira

Este pro jeto consiste no desenvolvimento de pesquisas báasicas e aplicadas de con- trole robôs heterogôeneos. Na pesquisa básica é dada ênfase ao desenvolvimento de técnicas avançadas para controle de sistemas incertos tais como Controle Adaptativo, e Controle Robusto Não Linear. Como aplicações gerais citamos o desenvolvimento da Robótica Avançada Industrial, Robótica Submarina e Sistemas Robôticos para Moni- toraçãao Ambiental. Como aplicaçõoes específicas a serem tratadas destacamos, a au- tomação de tarefas de inspeçãao e intervenção submarina para exploração offshore com elevado grau de autonomia por meio de realimentação de visão e de força e o desenvol- vimento de um ARV ( Autono-mous and Remotely operated Vehicle ) para inspeção de túneis de adução de centrais hidrelétricas, com possível aplicação também para a exploração biológica na Baía do Almirantado, na Antártica (em conjunto com o Dept. de Biologia Marinha da UFRJ) e implementação de um robô móvel para inspeção de cordões de solda em esferas de armazenamento de gás usadas pela Petrobrás. Como outras aplicações da robótica estão sendo considerados, o desenvolvimento de sistemas de navegação autônoma para robôs móveis terrestres ou aéreos, protótipos de robôs espaciais e a calibração remota de sistemas robócos submarinos. .

Este projeto trata da construção de um exoesqueleto para membros inferiores baseado em uma órtese do tipo RGO (Reciprocating Gait Orthosis). Serão considerados na construção as características naturais do caminhar humano, como por exemplo, a flexão do joelho da perna de balanço e a rotação do pé. Um sistema de identificação das características dinâmicas do usuário e de sua intenção de caminhar será desenvolvido baseando-se apenas em informações de sensores indiretos (sensores de força e de posição). Para que o exoesqueleto forneça um caminhar suave e robusto contra distúrbios externos e variações do terreno controladores robustos desenvolvidos para robôs bípedes serão implementados.

Sistema Integrado de Apoio ao Ensino - Apoio: Pró-reitoria de graduação e de pós-graduação da USP.

Montagem e controle de um manipulador subatuado.

Montagem e controle de um robô manipulador utilizando o conceito de dinâmica passiva. Este trabalho contou com a colaboração de pesquisadores do Robotics Institute - Carnegie Mellon University - Pittsburgh, Pennsylvania e de um pesquisador do Centro Tecnológico para Informática (CTI) - Campinas - Dr Marcel Bergerman (jovem pesquisador da FAPESP)..