IoPhyR - physical rehabilitation IoT system: sistema de reabilitação motora baseado em andarilhos inteligentes e IoT

Abstract

A presente dissertação descreve o desenvolvimento de um sistema IoT (Internet of Things) de reabilitação física baseado em smart walkers. O sistema inclui sensores de tipo IMU (Inertial Measurement Unit), sensores de força (células de carga), e sensores de proximidade (sensores de ultrassons). Os sinais adquiridos por uma plataforma de computação com microcontrolador ligada aos sensores permitem calcular métricas associadas a caracterização da orientação e do equilíbrio do paciente, assim como elementos relacionados com a utilização do andarilho como a elevação do mesmo, o número de passos efetuados e a força exercida sobre os pés do andarilho. O smart walker utiliza a plataforma de computação de tipo Arduino Mega para a realização do cálculo de métricas ligadas a caracterização das sessões de fisioterapia que serão posteriormente armazenadas na nuvem. Os dados adquiridos ao nível dos smart walkers são transmitidos para a nuvem do sistema, utilizando um módulo Wi-Fi, ou por intermédio de um tablet que recebe os dados da sessão em curso através de comunicação Bluetooth, sendo realizada uma sincronização de dados tablet-nuvem.A análise e visualização dos dados armazenados é realizada através da webapp e aplicação móvel desenvolvidas.

This dissertation describes the development of an Arduino based physical rehabilitation IoT system. The system uses metrics acquired from IMU sensors (Inertial Measurement Unit), pressure sensors (load cells) and distance sensors (ultrasound sensors). The metrics extracted from these sensors help to determine the patient’s orientation, the number of steps taken, and the patient’s balance. The smart walker uses the Arduino Mega platform to calculate the required metrics during the physiotherapy sessions to store them in the system cloud server afterwards. The cloud server storing process is done straight from the smart walker, using a Wi-Fi module, or through a mobile device with the system’s mobile app, using a Bluetooth module. The stored data analysis and visualization is performed through the developed system’s user interfaces (a webapp and a mobile app).