Banca de DEFESA: ALEXANDRE BERNARDI PERES

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : ALEXANDRE BERNARDI PERES
DATA : 12/02/2026
HORA: 10:00
LOCAL: Auditório do Espaço Sérgio Barroso
TÍTULO:

Simulação musculoesquelética preditiva para estimulação elétrica funcional ciclagem: da otimização à validação experimental em lesão medular

PALAVRAS-CHAVES:

Ciclismo com eletroestimulação funcional, Lesão medular, Modelagem musculoesquelética, Simulação preditiva, Reabilitação com ciclismo, Dinâmica muscular, Otimização, OpenSim.

PÁGINAS: 123
RESUMO:

A estimulação elétrica funcional (FES) aplicada ao ciclismo é uma estratégia promissora de exercício e reabilitação para indivíduos com lesão medular, porém sua eficácia depende criticamente do projeto de padrões de estimulação capazes de coordenar a ativação muscular de forma fisiologicamente plausível e robusta. Tradicionalmente, esses padrões são definidos de maneira empírica, por meio de ajustes manuais, o que limita a reprodutibilidade e a exploração sistemática das decisões de projeto. Esta dissertação investiga o uso de simulações musculoesqueléticas preditivas para a derivação de estratégias de estimulação para o ciclismo com FES e sua tradução em sinais de controle experimentalmente viáveis. O trabalho é organizado em torno de dois estudos sequenciais que abordam as mesmas questões de pesquisa a partir de perspectivas complementares. O primeiro estudo apresenta uma investigação de prova de conceito, na qual simulações de controle ótimo totalmente preditivas são utilizadas para gerar perfis de estimulação para o ciclismo, posteriormente implementados experimentalmente em um indivíduo com lesão medular completa. Esse estudo estabelece a viabilidade de derivar a temporização da estimulação diretamente a partir de simulações, sem recorrer a eletromiografia previamente coletada ou a definições heurísticas de fase. O segundo estudo estende esses princípios ao incorporar refinamentos fisiológicos adicionais, incluindo grupos musculares antagonistas e restrições de coordenação baseadas em sinergias, além de realizar uma validação experimental mais abrangente ao longo de múltiplos dias. Em conjunto, os estudos avaliam a robustez, a plausibilidade fisiológica e a viabilidade experimental de sinais de estimulação derivados de simulação em comparação com uma estratégia de controle do tipo bang-bang madura e empiricamente ajustada. Ao longo de ambas as investigações, as simulações preditivas produziram padrões de estimulação que puderam ser implementados de forma segura e sustentada experimentalmente, resultando em comportamento cíclico estável e métricas de desempenho comparáveis às obtidas com a estimulação empiricamente ajustada. Embora a abordagem proposta não tenha como objetivo superar controles estabelecidos, os resultados demonstram que sinais de estimulação totalmente sintéticos, estruturados fisiologicamente, podem ser gerados de forma sistemática e traduzidos para o ciclismo com FES no mundo real. Ao integrar explicitamente as decisões metodológicas ao longo do processo de modelagem e experimentação, esta dissertação contribui com um fluxo de trabalho reprodutível de simulação para estimulação e esclarece as implicações das escolhas relacionadas ao controle preditivo, à abstração do modelo e à implementação experimental. Os resultados fornecem uma base para trabalhos futuros em modelagem personalizada, estratégias de controle adaptativas e em malha fechada, e para a aplicação mais ampla de simulações preditivas no contexto da neurorreabilitação.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - ANTONIO PADILHA LANARI BO - OSLOMET
Interno - 1379548 - GEOVANY ARAUJO BORGES
Interno - 2387918 - JOSE ONIRAM DE AQUINO LIMAVERDE FILHO
Presidente - 1264416 - ROBERTO DE SOUZA BAPTISTA