UFES CloudWalker: A Cloud-Enabled Cyber-Physical System for Mobility Assistance

Nome: Ricardo Carminati de Mello
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 01/03/2018
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Anselmo Frizera Neto Orientador
Moisés Renato Nunes Ribeiro Co-orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Andre Ferreira Examinador Externo
Anselmo Frizera Neto Orientador
Carlos Andres Cifuentes Garcia Examinador Externo
Moisés Renato Nunes Ribeiro Coorientador

Resumo: Andadores inteligentes são dispositivos robóticos que fazem uso de uma série de sensores, atuadores e interfaces para prover funcionalidades de assistência à mobilidade para indivíduos com desordens de marcha. A crescente complexidade computacional demandada por algoritmos e técnicas recentes aplicados à robótica móvel, social e de saúde, comumente limitados pelo hardware embarcado do robô, aliados com avanços em tecnologias de rede e computação em nuvem deram origem ao paradigma da robótica em nuvem. Esta dissertação propõe, implementa e valida um sistema cyber-físico habilitado por computação em nuvem para assistência à mobilidade. O sistema, denominado UFES CloudWalker, tem por objetivo a integração entre andadores inteligentes e plataformas remotas de computação em nuvem, com foco na expansão das capacidades e funcionalidades oferecidas por estes dispositivos para usuários, pacientes, profissionais de saúde e familiares. O UFES CloudWalker explora conceitos de robótica em nuvem para expandir as capacidades dos andadores inteligentes apesar de possíveis limitações de hardware. Este trabalho apresenta um estudo sobre dispositivos de assistência à mobilidade, focado em andadores inteligentes, e um estudo em sistemas cyber-físicos e robótica em nuvem, com foco em suas aplicações na área de saúde. Ademais, também se discute desafios e potencialidades de combinar estes conceitos de sistemas cyber-físicos e robótica em nuvem aplicados a andadores inteligentes. Como parâmetros variáveis de rede e nuvem (e.g., latência fim-a-fim, perda de pacote, e disponibilidade) podem afetar tremendamente o controle desse tipo de sistema, dois grupos de experimentos são realizados para validar preliminarmente o sistema proposto e entender os impactos da qualidade de serviço prestado pela rede e pela nuvem sobre a avaliação do usuário final sobre sua qualidade de experiência. O sistema é implementado pela primeira vez através da integração entre um andador desenvolvido na UFES, o UFES Smart Walker, e uma plataforma de nuvem localizada em um edge data center. Para completar a validação do UFES CloudWalker, o sistema implementado é utilizado em um experimento realizado sobre um cenário de serviço de assistência à mobilidade. Os resultados obtidos mostram a viabilidade do sistema proposto mesmo sob condições desfavoráveis de qualidade de rede, abrindo as portas para o desenvolvimento de uma nova geração de andadores robóticos, integrados com a nuvem e capazes de lidar com um futuro sistema de saúde conectado.

Acesso ao documento

Acesso à informação
Transparência Pública

© 2013 Universidade Federal do Espírito Santo. Todos os direitos reservados.
Av. Fernando Ferrari, 514 - Goiabeiras, Vitória - ES | CEP 29075-910