Powered Orthosis Ortholeg: Design and Development M. V. de Araújo, P. J. Alsina, Member, IEEE, N. B. Melo and V. C. C. Roza Abstract— This paper presents the design and development of a lower limb powered orthosis called Ortholeg. This device was designed to provide lower limb movements (such as walk) to spinal cord injured people unable to move their legs. Ortholeg weights 20kg and can be worn by users within a heights range between 1,55m to 1,70m, and weights up to 65 kg. This robotic device has two actuators for each leg, one at the knee and the other at the hip. Each one of the actuators controls one degree of freedom on the sagittal plane. The device is able to perform movements such as straight walk, sit and stand up. To ensure balance and safety, the user uses a pair of crutches. Ortholeg orthosis has an embedded modular system, motor controllers, sensors and two Human Machine Interfaces (HMI) based on buttons and electroculography. Keywords— Powered Orthosis, Human Machine Interfaces, Electroculography, Human gait modeling, PCA.

A

I. INTRODUÇÃO

EXPECTATIVA de vida da população de vários países tem aumentado gradativamente, isto indica que o número de idosos crescerá nesses lugares nos próximos anos. De acordo com a projeção da idade da população informada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), nas próximas décadas a quantidade de idosos no Brasil aumentará consideravelmente [1]. Quando a estrutura da população está mais envelhecida, a proporção de pessoas com alguma deficiência motora cresce, além disso, há uma constatação do crescente número de casos de pessoas com mobilidade reduzida nas pernas e de paraplégicos, decorrentes de acidentes ou outros fatores. Para atender as necessidades específicas de locomoção destes grupos, diversos tipos de dispositivos são destinados para essa aplicação: andadores, bengalas, muletas, cadeiras de rodas e equipamentos robóticos para auxílio à locomoção. Atualmente vários grupos de pesquisas espalhados pelo mundo estão desenvolvendo órteses ativas para membros inferiores e exoesqueletos [2],[3],[4],[5],[6],[7],[8],[9]. Todos esses dispositivos robóticos são caros e muitos deles ainda estão em fase de testes. Espera-se que nos próximos anos com o uso de materiais mais leves e resistentes para a estrutura mecânica, atuadores mais eficientes e eletrônica embarcada reduzida, tais equipamentos possam ser comercializados com

M. V. Araújo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte(UFRN), Natal, RN, Brasil, má[email protected] P. J. Alsina, Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Natal, RN, Brasil, [email protected] V.C.C. Roza, Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Natal, RN, Brasil, [email protected] N. B. de Melo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Natal, RN, Brasil, [email protected]

menor preço e dessa forma sejam mais acessíveis à parcela da população que necessita desses dispositivos robóticos. A vantagem de se usar uma órtese ativa para membros inferiores está no fato de que usuários paraplégicos podem caminhar e realizar outros movimentos com o auxílio desses dispositivos, tal possibilidade melhora a autoestima e ainda evita algumas doenças causadas pelo uso prolongado de cadeiras de rodas. Este trabalho apresenta as principais características de uma órtese ativa para membros inferiores denominada Ortholeg capaz de realizar vários movimentos como caminhar, sentar, levantar, subir e descer degraus. Esta órtese está sendo desenvolvida pelo grupo de Robótica e Sistemas Dedicados do Departamento de engenharia de Computação e Automação da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (Natal-Brasil). Este artigo está organizado da seguinte forma: a seção II apresenta as definições e aplicações básicas dos exoesqueletos e órteses robóticas, na seção III, são apresentadas as principais características da órtese ativa Ortholeg, a seção IV apresenta alguns resultados experimentais obtidos com a órtese e por fim, as conclusões na seção V. II.

ÓRTESES ROBÓTICAS PARA MEMBROS INFERIORES E EXOESQUELETOS

É comum nos dias de hoje usar o termo exoesqueleto para denominar todo mecanismo robótico que pode ser vestido por seres humanos com o objetivo de aumentar as forças, realizar diversos movimentos que o usuário por si só seria incapaz de fazer. Todavia, existe uma classificação proposta por Pons [10], que será seguida neste artigo, sobre alguns dispositivos robóticos modernos destinados a ajudar a locomoção. Tais equipamentos são comumente chamados de Wearable Robots (WR), o que pode ser traduzido como robôs que podem ser vestidos. Esta classificação leva em conta a influência do robô na realização do movimento do usuário: • Órteses Robóticas (Orthotic Robots): Estrutura mecânica que reproduz algumas funções de membros do corpo humano com o propósito de restaurar a perda de movimentos. Também chamada de órtese ativa ou powered orthosis. • Exoesqueletos robóticos (Exoskeletons): chamados de extenders por kazerooni [11], são definidos como uma classe de robôs que complementa o corpo humano, diminuindo os esforços do usuário; A função primordial de um exoesqueleto robótico é aumentar as forças de um usuário, para que ele consiga realizar diversas tarefas com o mínimo de esforço físico. Este tipo de dispositivo pode ser usado para aplicações militares [12], [13], aplicações médicas [14] entre outras aplicações.

Diferente das órteses robóticas, para o exoesqueleto poder funcionar, o usuário deve ser capaz de realizar todos os movimentos e o exoesqueleto apenas amplifica as forças. Já a finalidade preliminar de uma órtese é melhorar os movimentos do corpo de maneira controlada para proteger uma determinada parte, restringir ou alterar o movimento. A principal aplicação de uma órtese ativa para os membros inferiores é permitir que pessoas sem movimentos ou com mobilidade reduzida nas pernas possam se locomover com um padrão de marcha semelhante a de um indivíduo saudável. Existem algumas órteses ativas para membros inferiores, que assim como a Ortholeg, utilizam atuadores elétricos nas articulações do joelho e quadril e que já estão sendo comercializadas ou estão em fase final de testes em empresas e universidades. A empresa israelense Argo Medical Technologies em 2008 apresentou uma órtese ativa para membros inferiores capaz de auxiliar pessoas paraplégicas a caminhar e realizar tarefas do cotidiano como subir e descer degraus, levantar e sentar. Esta órtese tem motores de corrente contínua para acionar as articulações do joelho e quadril, com um grau de liberdade cada uma, baterias recarregáveis, um conjunto de sensores que interagem com o usuário e com o sistema de controle [15]. Para selecionar os movimentos o usuário utiliza uma interface homem-máquina (IHM) localizada no pulso, na forma de um bracelete, além disso, essa órtese dispõe de um sensor na cintura configurado para acionar a órtese quando o usuário inclina em um determinado valor o tronco. Para garantir o equilíbrio o usuário utiliza um par de muletas. A empresa norte-americana Ekso Bionics desenvolveu uma órtese ativa para membros inferiores feita em fibra de carbono [16], com atuadores elétricos para promover os movimentos das juntas, um conjunto de sensores e um computador embarcado. Ela é capaz de carregar um usuário com peso de até 100 kg e pode ser ajustada para uma pessoa com altura entre 1.6 até 1.9m. O usuário também precisa usar muletas para garantir o equilíbrio ao utilizar esse dispositivo para se locomover e realizar outros movimentos, além disso, todos os comandos são enviados por uma interface localizada nas próprias muletas. Uma órtese ativa para membros inferiores chamada X1 Mina desenvolvida pelo IHMC (Florida Institute for Human & Machine Cognition) em parceria com a NASA foi desenvolvida para ser usada pelos astronautas na realização de exercícios físicos no espaço, além disso, ela pode também ser utilizada por paraplégicos para caminhar [17]. Esta órtese ativa também utiliza atuadores elétricos nas juntas dos joelhos e quadris e, para que o usuário possa mantar o equilíbrio durante a realização dos movimentos, ele utiliza muletas. Em 2011 foi publicado por Quintero [18] um trabalho onde é apresentada uma órtese ativa para membros inferiores desenvolvida na Universidade de Vanderbilt, EUA, capaz de realizar uma série de movimentos. Esta órtese pesa aproximadamente 12 kg e é capaz de carregar uma pessoa com até 90 kg. Uma órtese ativa denominada HAL (Hybrid Assistive Limb) também para membros inferiores, desenvolvida pela

empresa japonesa Cyberdyne é capaz de fazer com que paraplégicos possam caminhar. Semelhante às órteses apresentadas anteriormente, esta também utiliza motores elétricos nas juntas do joelho e quadril e dispõe de um computador embarcado localizado nas costas do usuário. Outra aplicação deste dispositivo é para auxiliar na reabilitação de pessoas. Neste caso o paciente utiliza a órtese em seções de fisioterapia com o intuito de recuperar os movimentos dos membros inferiores [19]. Todas as órteses apresentadas realizam somente movimentos no plano sagital em função da existência de apenas um grau de liberdade nas articulações dos joelhos e quadril que acionadas por atuadores elétricos e as articulações dos tornozelos são todas passivas. Essas órteses realizam o mesmo padrão de marcha para todos os usuários, sem fazer distinção entre peso, idade, sexo, altura, etc. A órtese Ortholeg apresentada neste trabalho tem algumas semelhanças com as órteses apresentadas anteriormente, pois também é utilizada para pessoas sem movimentos nos membros inferiores, além disso, esta órtese utiliza atuadores elétricos nas articulações do quadril e do joelho. O que diferencia a órtese Ortholeg das outras é o fato de que ela executa um padrão de marcha que considera as características individuais do usuário (medidas antropométricas) como altura, sexo, idade, peso, entre outras [20] gerando dessa maneira movimentos mais naturais e específicos para cada pessoa. O padrão de marcha é modelado através do método estatístico PCA (do inglês Principal Component Analysis). A órtese Ortholeg tem uma IHM multimodal que permite a inserção de várias formas de seleção de comandos. III. ÓRTESE ORTHOLEG Nesta seção são apresentadas as principais características da órtese ativa Ortholeg. A palavra Ortholeg é um acrônimo formado a partir das palavras inglesas orthosis (órtese) e leg (perna). A órtese ativa para membros inferiores Ortholeg possui característica pseudo-antropomórficas e foi dimensionada para ser utilizada por um indivíduo com peso de até 65 kg e altura entre 1,55 e 1,7 metros. Ela é basicamente constituída por uma estrutura mecânica, acionada por motores elétricos CC, sistema eletrônico modular embarcado, baterias recarregáveis e uma interface homemmáquina (IHM) multimodal, que na versão atual o usuário pode selecionar os comandos através de botões instalados nas muletas ou movimentando os olhos. Por enquanto, as articulações da órtese possuem somente movimentos no plano sagital e para garantir o equilíbrio e aumentar a segurança o usuário utiliza um par de muletas. As principais partes que compõem a órtese Ortholeg são apresentas a seguir. A. Estrutura Mecânica A estrutura mecânica da órtese Ortholeg é quase toda constituída por um conjunto de peças rígidas de alumínio unidas por juntas rotacionais com apenas um grau de liberdade, acionadas por motores elétricos CC de 150W (Maxon RE40) dotados de caixa de redução planetária (Maxon GP 42C).

A órtese pesa aproximadamente 20 kg incluindo o peso do sistema eletrônico embarcado e as baterias recarregáveis. A órtese é fixada no usuário através de calhas plásticas que se ajustam anatomicamente ao corpo, além disso, a órtese pode ter seu comprimento variado para melhor se ajustar ao corpo do usuário, permitindo dessa forma um maior conforto. A Fig. 1(a) mostra a órtese Ortholeg e a Fig. 1(b) mostra o usuário vestindo esse dispositivo apoiado em muletas.

Cada encoder gera uma sequência de pulsos cuja frequência é proporcional à velocidade do motor, proporcionando medidas angulares com boa exatidão da posição relativa de cada junta, permitindo um controle satisfatório do posicionamento da órtese. Os sensores de fim de curso previnem que as articulações não ultrapassem os seus limites mecânicos, além de fornecer um referencial para medida dos ângulos.

Figura 2. Arquitetura básica de hardware da órtese Ortholeg composta por vários módulos.

Figura 1. Órtese Ortholeg desenvolvida pelo grupo de Robótica e Sistemas Dedicados do (DCA/UFRN, Natal -Brasil).

As articulações que dispõem de atuadores eletromecânicos são as dos joelhos e as coxofemorais, as articulações dos tornozelos são passivas. O ângulo da articulação do joelho (θ) varia de 0° até 90° e o ângulo da articulação coxofemoral (φ) varia de -13° até 90°, desta forma, a órtese ativa é capaz de realizar movimentos de sentar e levantar, caminhar, subir e descer degraus e transpor pequenos obstáculos. B. Arquitetura de Hardware O sistema eletrônico modular embarcado da órtese é composto basicamente por um computador embarcado que recebe informações dos diversos sensores instalados na órtese e das IHM. Possui ainda, uma placa de acionamento dos motores, responsável por fazer o controle em malha fechada dos movimentos predefinidos. A Fig.2 mostra a arquitetura de hardware presente na órtese. O computador embarcado é utilizado para interpretar os comandos de alto nível pré-definidos e determinar o tipo de movimento que a órtese realizará, gerar as referências angulares para as juntas da órtese de acordo com o padrão de movimento desejado pelo usuário e fazer o controle de posição. O estado atual da órtese é medido através dos pulsos dos encoders incrementais dos motores e os sensores de fim de curso acoplados em cada junta.

A corrente elétrica de cada motor é medida e esta informação é usada para determinar o consumo energético da órtese. Em virtude da modularidade do sistema eletrônico embarcado é possível incorporar outros sensores como, por exemplo, acelerômetros, inclinômetros, unidades de medida inercial, etc. C. Interface homem-máquina multimodal Para acionar os movimentos predefinidos da órtese o usuário conta com uma interface homem-máquina multimodal que permite várias formas de seleção de comandos como botões, comandos de voz, sensores de força nas muletas, movimentos oculares, sensores inerciais, entre outros. Atualmente estão sendo utilizados dois modos independentes: botões e sinais captados dos movimentos oculares. No primeiro modo, botões fixados no apoio da muleta são utilizados para acionar a órtese (ver Fig. 1(b)), cada botão corresponde a um movimento. Os botões são conectados ao sistema eletrônico embarcado da órtese via cabo USB. Cada muleta tem dois botões e cada botão corresponde a um comando. O outro modo de seleção de comandos usa os movimentos dos olhos para acionar a órtese Ortholeg, neste caso, o usuário poderia ficar com as mãos livres para realizar outras tarefas. A técnica de eletrooculografia (EOG) [21] foi escolhida para captar os movimentos dos olhos, por se tratar de uma técnica não invasiva e pela simplicidade dos sensores que captam o potencial elétrico existente entre a córnea e a retina. A Tabela I apresenta todos os movimentos verticais dos olhos usados para selecionar os comandos da órtese e os botões utilizados na outra interface.

TABELA I. SELEÇÃO DE COMANDOS DE ALTO NÍVEL PELA IHM. IHM baseada em eletrooculografia Movimentos oculares 3 Para cima 2 Para baixo 2 Para cima 3 Para baixo

IHM baseada em botões Botão 1 2 3 4

Comando correspondente Parar Caminhar Sentar Levantar

Todos os movimentos dos olhos, para serem validados pela interface, têm que ser realizados em um espaço de tempo de 3 segundos. Esta interface usa três sensores em contato com o rosto do usuário, dois deles próximos aos olhos e o terceiro serve como eletrodo de referência, que pode ser colocado na testa ou na orelha. É possível ver na Fig. 1(b) os eletrodos instalados na face do usuário. Os sinais captados pelos sensores são de baixa intensidade e apresentam ruídos oriundos das atividades musculares, cerebrais e até mesmo cardíacas e portando devem ser amplificados e filtrados, depois disso, esses sinais são convertidos de analógicos para digitais. A Fig. 4 apresenta o diagrama de blocos da interface baseada em EOG.

Figura 4. Diagrama de blocos da interface homem-máquina baseada em EOG.

Os eletrodos foram instalados de tal forma que só conseguem capturar os sinais verticais dos olhos, isto implica que somente os movimentos de olhar pra cima e pra baixo serão interpretados pela interface e caso os sinais captados pelos sensores se enquadrem nos que estão predefinidos na Tabela I, serão enviados sinais de alto nível pelo microcontrolador para o computador embarcado como sendo um comando válido (sinal digital), caso contrário esses sinais serão desconsiderados. Para demonstrar a confiabilidade, essa IHM foi submetida a várias horas ininterruptas de testes para verificar se ações corriqueiras como ler, olhar uma paisagem, conversar, movimentar os músculos da face, abrir e fechar os olhos gerariam sinais falsos positivos. Os testes provaram que é possível utilizar essa IHM com segurança, além disso, a interface baseada em botões fica sempre disponível para o usuário. Quando o usuário olha, por exemplo, para baixo é gerada uma diferença de potencial entre o eletrodo superior e o inferior, e se na volta o olho passar da posição neutra é gerado então um pico no sinal, chamado de pico de retorno do olho que posteriormente é ignorado pelo microcontrolador. O sinal digital oriundo da interface baseada em EOG tem a mesma forma do sinal enviado pela interface baseada em botões localizada nas muletas.

D. Modelagem da marcha usando PCA Uma órtese ativa para membros inferiores tem como objetivo auxiliar o usuário na execução dos movimentos das pernas quando este não é capaz de movimentá-las voluntariamente. Entretanto, a forma como esses movimentos devem ser realizados não é um problema simples a ser resolvido, uma vez que a caminhada envolve diversos fatores complexos de difícil relação direta [22]. Além disso, nos últimos anos pesquisas mostraram que trajetórias de ângulos de juntas realizadas por órteses ativas que não levam em conta algumas características do usuário, podem trazer desconforto muscular e reduzir o desempenho do dispositivo [23]. Apesar de não ser a alternativa mais eficiente do ponto de vista do consumo energético, o controle de posição pode trazer bons resultados em aplicações envolvendo órteses ativas de membros inferiores destinadas a usuários paraplégicos. Levando em conta o conforto do usuário, é desejável que a órtese siga referências de juntas correspondentes a um movimento antropomórfico considerando fatores específicos ao corpo de cada usuário, tais como peso, idade, altura, entre outros. Dentre os métodos de modelagem de marcha humana propostos nos últimos anos, métodos estatísticos vêm se destacando, dentre os quais PCA. A principal característica do PCA é sua capacidade de separar em componentes diferentes comportamentos encontrados em um conjunto de dados. Quando aplicado em parâmetros de caminhada, é possível organizar tais componentes em características gerais e individuais. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo capaz de gerar referências de trajetórias antropomórficas para uma órtese ativa, personalizadas de acordo com o perfil do usuário. O modelo foi baseado em PCA, construído a partir de uma série de experimentos de caminhada, envolvendo indivíduos saudáveis. Dados experimentais da evolução temporal dos ângulos das articulações do quadril e dos joelhos foram adquiridos usando um sistema de captura de movimentos. Informações antropométricas (peso, altura, idade e sexo) de cada indivíduo foram coletadas também. Todas essas informações foram armazenadas em um banco de dados. As etapas para a geração de referência de junta utilizando o modelo criado podem ser vistas na Fig. 5. As entradas do modelo são informações antropométricas do usuário e uma trajetória base. Esta é escolhida no banco de dados por meio de um classificador que seleciona a trajetória correspondente a um indivíduo cujas características mais se aproximam às do usuário. Dessa forma, o modelo proposto ajusta a trajetória base de acordo com os parâmetros do usuário, enviando uma referência de ângulos de juntas personalizada para a órtese (curva reprojetada). Em outras palavras, o modelo aproxima uma trajetória existente, para uma que seria executada pelo usuário caso o mesmo tivesse a capacidade de andar. A personalização acontece devido à capacidade do PCA de relacionar os parâmetros do corpo com as trajetórias de

ângulos de juntas.

Figura 5. Abordagem utilizada para geração de referência de junta personalizada.

Para validar o método proposto foi utilizando a metodologia leave-out [24]. Nesta metodologia compara-se a trajetória correspondente a um usuário que não faz parte do banco de dados com a trajetória gerada pelo modelo a partir de seus dados antropométricos. A Fig. 6 mostra um exemplo de trajetória real do ângulo do joelho de um usuário (linha pontilhada vermelha) bem como a curva sintetizada pelo modelo (linha contínua azul). É possível verificar que, de fato, a reprojeção se aproxima bastante da curva real.

Figura 7. Movimento de caminhar selecionado pelo usuário através da IHM baseada em EOG. a) sinal amplificado e filtrado captado pelos eletrodos correspondente a ação de caminhar, b) Sinal digital, c) variação dos ângulos das juntas do joelho em função do tempo com base em uma referência personalizada.

Figura 6. Exemplo de reprojeção utilizando o modelo proposto onde a curva reprojetada é comparada com a curva real de um usuário saudável.

IV. RESULTADOS A seguir, é apresentado um experimento que visa demonstrar a funcionalidade da órtese Ortholeg como um todo. Inicialmente, o usuário estava em pé, parado na fase de duplo apoio. Nesta posição, para iniciar a caminhada, o usuário moveu os olhos duas vezes para baixo, em um intervalo de tempo menor que 3 segundos. O comando foi então interpretado pelo computador embarcado da órtese que iniciou o movimento selecionado. A Fig.7 (a) mostra o sinal amplificado captado pelos sensores da IHM baseada em EOG em função do tempo. A Fig. 7 (b) mostra o sinal digital (comando de alto nível) enviado para o computador embarcado. Por fim, a Fig.7 (c) mostra os movimentos realizados pela órtese, representados pela variação dos ângulos das juntas do quadril (φ) e do joelho (θ) em função do tempo.

As curvas tracejadas, mostrando a variação dos ângulos das juntas (Fig. 7 (c)), são oriundas da modelagem da marcha usando PCA para um determinado usuário. Estas curvas são enviadas pelo computador embarcado para a placa de acionamento da órtese. As linhas contínuas correspondem aos ângulos medidos pelos encoders instalados nos motores de cada junta. Existe um pequeno retardo entre o sinal gerado pelo movimento dos olhos e o sinal digital enviado para o computador embarcado, além disso, para aumentar a segurança, foi inserido propositadamente um tempo de espera (atraso) da ordem de 1s, entre a chegada do comando de alto nível e o início do movimento da órtese com o objetivo de permitir que o usuário se prepare para entrar em movimento. Os demais movimentos básicos realizados pela órtese Ortholeg seguem a mesma lógica do experimento apresentado na Fig. 7. Quando a órtese recebe um determinado comando do usuário através da interface, a mesma envia os sinais de controle para os atuadores que por sua vez executam a tarefa selecionada.

V. CONCLUSÃO O presente trabalho apresentou a órtese robótica Ortholeg para membros inferiores, destinada a portadores de paraplegia. O dispositivo desenvolvido é capaz de executar, a partir de comandos oriundos de uma IHM multimodal, diversos tipos de movimentos como sentar, levantar, caminhar, subir e descer degraus. Os resultados experimentais demonstraram que é possível comandar a órtese de forma confiável, a partir de movimentos oculares específicos. Graças ao algoritmo de modelagem de marcha baseado em PCA, é possível gerar movimentos antropomórficos personalizados, de acordo com cada usuário, conforme comprovado experimentalmente. A arquitetura modular de hardware desenvolvida permite que novos sensores e novas funcionalidades possam ser incorporados facilmente, possibilitando que outros modos de comando possam ser integrados de forma simples e direta à IHM multimodal. Correntemente, estão sendo estudados novos modos de comando baseados em reconhecimento de voz e na detecção da inclinação do torso através de acelerómetros. REFERÊNCIAS [1] [2] [3] [4] [5] [6]

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Márcio Valério de Araújo é graduado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Natal, Rio Grande do Norte, Brasil, em 2008. Obteve o título de mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Natal, Rio Grande do Norte, Brasil, em 2010. Faz doutorado pelo programa de engenharia elétrica e computação vinculado a Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN, Brasil. Atualmente é professor da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, lotado no Departamento de Engenharia Mecânica e suas pesquisas se concentram na área de robótica com ênfase em dispositivos robóticos destinados a reabilitação, tópico no qual tem escrito e revisado artigos científicos. Pablo Javier Alsina possui graduação em Engenharia Elétrica (1987),mestrado em Engenharia Elétrica na área de controle de motores de indução(1991) e doutorado em Engenharia Elétrica com tema em controle de manipuladores robóticos (1996), pela Universidade Federal da Paraíba. Atualmente é professor Departamento de Engenharia de Computação e Automação (DCA) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Nesta instituição, coordena o curso de Engenharia Mecatrônica, é professor do curso de Mestrado em Engenharia Mecatrônica e é chefe do Laboratório de Robótica do DCA, onde desenvolve pesquisas em robótica, nas áreas de controle, planejamento e percepção robótica, com aplicações em robótica assistiva, robótica móvel, e Veículos Aéreos Não Tripulados. Válber César Cavalcanti Roza é graduado em Ciência da Computação pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Natal, Rio Grande do Norte, Brasil, em 2009. Especialização na área de Desenvolvimento de Sistemas Corporativos, pela UNIRN, Natal, Rio Grande do Norte, Brasil, em 2011. Faz mestrado pelo programa de Engenharia Mecânica, vinculado a Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN, Brasil e suas pesquisas se concentram na área de robótica com ênfase em robótica móvel e tecnologia assistiva. Nicholas Bastos é graduado em Engenharia da computação pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Natal, Rio Grande do Norte, Natal, em 2007. Trabalhou no Instituto Nacional de Pesquisas Especiais na parte de coleta e processamento de dados. Obteve o título de mestre em engenharia de ciências humanas e naturais pela Universidade de Kanazawa, Japão 2012. Faz doutorado pelo programa de engenharia elétrica e computação vinculado a Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN, Brasil., na parte de modelagem de caminhada e dispositivos robóticos.