Laboratório de
Visualização Imersiva, Interativa e Colaborativa da UFSCar propõe o uso de
gestos para interação com jogos e plataformas já conhecidos, como Xadrez, Pacman e Google Street View
A realidade
virtual pode ser utilizada para estimular atividades e exercícios físicos e auxiliar em tratamentos de reabilitação neuromuscular. Esta é a proposta dos pesquisadores do Laboratório de Visualização Imersiva, Interativa e Colaborativa
(LaVIIC) do Departamento de Computação (DC) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). A partir de equipamentos e softwares que reconhecem
os gestos humanos, eles têm desenvolvido aplicativos para interação com jogos e plataformas já conhecidos, como Xadrez, Pacman, Google Street View, dentre outros. O
objetivo é estimular a atividade motora e cognitiva e potencializar tratamentos e
treinamentos de Saúde e Esporte.
Com essa
proposta, o Laboratório já desenvolveu e está testando três aplicativos. Todos eles recebem um nome que inicia com a palavra
"gesture", que em Inglês significa gesto. O GestureChair, por exemplo, foi desenvolvido para
cadeirantes paraplégicos que, por conta da perda de movimentos dos membros inferiores,
utilizam cadeiras de rodas. Outros aplicativos já desenvolvidos são o GestureChess, que utiliza jogo de Xadrez, e o GestureMaps, que atua
sobre mapas. Todas as aplicações buscam desenvolver possibilidades para que um usuário manipule um sistema apenas com gestos
intuitivos, como o "toque" de aplicativos similares ao reconhecimento
de gestos feito pelo Kinect, ou seja, um "clique" manual no espaço capaz de ser reconhecido por câmeras ligadas ao computador.
Segundo Luis
Carlos Trevelin, professor do DC e coordenador do LaVIIC, as propostas podem
ter aplicações e contribuições para as áreas da Saúde e do Esporte, já que a imersão em ambientes de realidade virtual pode auxiliar em programas avançados de treino e na reabilitação mais rápida e eficiente. Segundo ele, as pesquisas envolvem conceitos de Biomecânica, Interação Humano–Computador e Neurociência. Elas estão inseridas no projeto "Desenvolvimento de técnica para prevenção de atrofia muscular da articulação glenoumeral".
O pesquisador
Alexandre Fonseca Brandão, doutorando no Programa de Pós–Graduação em Biotecnologia (PPGBiotec) da UFSCar é um dos envolvidos no projeto. Segundo ele, que
é formado em
Educação Física, há possibilidades de aplicação da proposta visando duas frentes. Numa delas é proposta a atividade física, de forma que a pessoa seja estimulada a
exercitar músculos tanto dos membros superiores como inferiores do corpo em seu
cotidiano. A outra frente é a dos exercícios físicos, o que requer periodicidade e sistematização visando um resultado em particular.
Brandão explica que o software auxilia na
identificação de gestos precisos e no registro dessas informações para acompanhamento regular, o que
permite, tanto na área de Saúde como no Esporte, que profissionais como fisioterapeutas, médicos e treinadores possam ter dados precisos
sobre um tratamento de reabilitação ou um treinamento. "O software funciona como um auxílio ao especialista, que pode, inclusive,
estar a distância", esclarece o pesquisador, que ressalta também a ideia dos aplicativos poderem ser
utilizados por pacientes, em casa, para potencializar sessões de tratamento. "O custo de um número maior de sessões de Fisioterapia, por exemplo, fica caro para o paciente ou para o plano de
Saúde. Orientado
por um profissional e pelo aplicativo,
um paciente pode complementar o
tratamento com exercícios extras na sua própria casa", comenta Brandão.
Diego Roberto
Colombo, doutorando no Programa de Pós–Graduação em Ciência da Computação (PPGCC) da UFSCar, também atua no projeto. Ele explica que todos os aplicativos são desenvolvidos como software livre, o que
permitirá que eles
sejam, no futuro, disponibilizados na Internet para que sejam baixados
gratuitamente para uso ou para que outros desenvolvedores possam aprimorar as
propostas. "Já há no mercado notebooks e televisores que têm câmeras que funcionam como sensores e que vão permitir que os usuários possam usar aplicativos como estes facilmente e a qualquer
momento", explica o pesquisador.
O trabalho dos
pesquisadores tem repercutido positivamente. Recentemente, o GestureChess lhes
rendeu Menção Honrosa no Ciclo 2013 das Conferências USP das áreas de Educação Física, Enfermagem, Medicina Esportiva e Odontologia. O artigo apresentado
no evento ressaltou a escolha do Xadrez para o aplicativo por ser um "jogo
de estratégia e tática que demanda considerado desempenho cognitivo e, concomitantemente,
mínima atividade
motora do membro superior". Como esse tipo de jogo requer ações de grupos musculares constituintes da
articulação do punho,
cotovelo e ombro, os pesquisadores acreditam que a ação promove o aumento nas tarefas motoras dos
membros superiores e estimula a "neuromodulação e/ou o aumento de ramificações das redes neurais relacionadas principalmente aos lobos
cerebrais". Tais benefícios estão relacionados, neste caso, ao lobo parietal, associado ao raciocínio matemático e estímulos sensoriais, diretamente vinculados, por sua vez, ao cálculo de probabilidades de movimentação das peças — próprias e do adversário — no tabuleiro de Xadrez; ao lobo frontal, associado ao controle motor
geral; e ao lobo occipital, associado aos estímulos visuais e suas interpretações, assuntos da tese de doutorado de Brandão.
Visando testar
novas hipóteses sobre os benefícios para a Saúde que o uso dos aplicativos pode proporcionar, o grupo do LaVIIC firmou
uma parceria com o Grupo de Neurofísica da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Com isso, os
pesquisadores realizarão testes com o uso dos aplicativos para reabilitação e tratamento de pacientes acometidos de
Acidente Vascular Cerebral (AVC). Outro interesse é verificar se em um ambiente virtual um usuário de aplicativos como estes utiliza mais as
áreas do cérebro do que em relação a um exercício similar numa situação que não utilize as tecnologias. A hipótese, segundo Brandão, é que numa imersão em realidade virtual o cérebro trabalha com outras informações que são passadas pelo aplicativo, o que pode estimular diferentes áreas cerebrais e exigir maior desempenho
cognitivo.
Trevelin
ressalta a característica multidisciplinar do Laboratório e, principalmente, o trabalho desenvolvido a partir de conceitos
como interatividade e colaboração em ambientes de visualização avançada e realidade virtual. "Temos trabalhado tanto com interfaces
gestuais para diferentes aplicações, bem como em modelos de colaboração síncrona entre sites remotos, com cavernas virtuais, como a de visualização 3D do LaVIIC", conta o professor, que
ressalta o aspecto interdisciplinar das pesquisas, que são feitas tanto no âmbito da Computação, como da Biotecnologia.
Divulgação Científica
Os
pesquisadores do LaVIIC farão uma demonstração dos aplicativos aberta a todos os interessados no dia 22 de outubro, às 16 horas, na Sala Multiuso dos Núcleos de Extensão da UFSCar, que fica na área Norte do Campus São Carlos, próxima à Rádio UFSCar. O evento integra a programação da Semana Nacional de Ciência e Tecnologia que, em 2013, tem o tema "Ciência, Saúde e Esporte". Em São Carlos, parceria entre a UFSCar, o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo — Campus São Carlos (IFSP) e o Centro de Divulgação Científica e Cultural (CDCC) da Universidade de São Paulo resultou em uma programação diversificada que acontece até o próximo sábado, dia 26, com palestras, demonstrações, mostras de trabalhos e oficinas, dentre outras atividades. A
programação completa pode
ser conferida em www.snct2013.ufscar.br. Também há atividades previstas para os campi Araras e Sorocaba da UFSCar.
A Semana
Nacional de Ciência e Tecnologia acontece em todo o Brasil, em uma promoção da Secretaria de Ciência e Tecnologia para Inclusão Social do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação. O objetivo é a divulgação, difusão e apropriação social de conhecimentos científicos e tecnológicos. O tema "Ciência, Saúde e Esporte" foi escolhido para a edição deste ano visando aproveitar os grandes
eventos esportivos mundiais a serem realizados no Brasil nos próximos anos para motivar a população e, em especial, crianças e jovens, a conhecerem os aspectos científicos, educacionais e de Saúde envolvidos nas atividades esportivas.
