DESVENDANDO A ELETRODINÂMICA NA TECNOLOGIA ASSISTIVA PARA O PARKINSON

## DESVENDANDO A ELETRODINÂMICA NA TECNOLOGIA ASSISTIVA PARA O PARKINSON

## Rafaelle da Silva Souza¹, Rayane da Silva Souza Barbosa², Dalila Lima Dourado de Andrade³, Ricardo Silva de Jesus 4 , Lorena Lima dos Santos 5

1 Instituto Federal da Bahia campus Salvador/Departamento de Física, rafaellesilva@ifba.edu.br 2 Universidade Federal de São Paulo/Residente de Dor FMUSP, jcyane@gmail.com 3 Instituto Federal da Bahia campus Salvador/Técnico em Mecânica, daliladouurado@gmail.com 4 Instituto Federal da Bahia/ Licenciatura em Física UAB/Salvador, ricardo.silvadejesus@hotmail.com 5 Instituto Federal da Bahia/ Licenciatura em Física UAB/Salvador, anerollee@yahoo.com.br Palavras-chave : Eletrodinâmica; Doença de Parkinson; Tecnologia Assistiva.

- O Parkinson é uma doença degenerativa do sistema nervoso central que afeta a coordenação motora e o controle muscular, resultando em tremores e dificuldades nas atividades diárias. Com base nas estatísticas fornecidas pelo Ministério da Saúde, que apontam cerca de 200 mil portadores da doença de Parkinson no Brasil e 12 mil casos registrados na Bahia, é evidente a necessidade de discussão dessa temática, tornando-a uma área importante a ser pesquisada.

Observa-se na literatura pesquisas voltadas ao monitoramento remoto e o gerenciamento da doença de Parkinson por meio de sensores conectados ao Arduino (DAMASCENO et al., 2015; DUDAK et al., 2016). Isso pode auxiliar no controle dos sintomas e no acompanhamento da progressão da doença. Os dispositivos sensores têm mostrado potencialidade no processo de detecção precoce e no gerenciamento da doença de Parkinson devido ao baixo custo e à precisão nas medições (MUGHAL, 2022).

Atualmente, existem Tecnologias Assistivas que utilizam conceitos da eletrodinâmica para auxiliar pessoas com Parkinson (LIMA, 2022). Em resumo, a eletrodinâmica, conforme descrita por Halliday et al., (2009), é o estudo das interações entre cargas elétricas em movimento, correntes elétricas e campos magnéticos, bem como as aplicações desses princípios na tecnologia elétrica e eletrônica. É uma parte fundamental do eletromagnetismo e desempenha um papel essencial na compreensão e no funcionamento de muitos dispositivos elétricos e eletrônicos que usamos no dia a dia.

Considerando essas questões, foi proposto um projeto de extensão 'TechPark' junto a turma do 3º ano do curso de Automação Industrial, composta de 39 discentes, do Instituto Federal da Bahia campus Salvador que envolveu o conhecimento específico sobre eletrodinâmica, a doença de Parkinson e a automação por meio de prototipagem com Arduino. O objetivo geral do projeto foi promover a conscientização e a divulgação de tecnologias assistivas para pessoas com doença de Parkinson, visando melhorar sua qualidade de vida e proporcionar autonomia no enfrentamento dos desafios diários impostos pela doença.

Consequentemente, as aulas tiveram o objetivo de aprendizagem voltado a estudar a aplicação dos conceitos da eletrodinâmica, promovendo a conscientização

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e desmistificação de estigmas associados ao Parkinson, além de incentivar a adoção de tecnologias assistivas para melhorar a qualidade de vida das pessoas afetadas pela doença. A atividade realizada envolveu de forma concreta os conteúdos das Ciências da Natureza, Tecnologias, Engenharias e Matemática em várias etapas da investigação e solução de modo a trabalhar em conjunto para compreender os fundamentos científicos, projetar dispositivos e desenvolver soluções tecnológicas. Para abordar tal temática, ao passo que se desenvolve propostas didáticas interdisciplinares, foram adotadas estratégias de prototipagem com Arduino. A proposta didática compreendeu sete etapas, com 18h/aulas, a saber: 1) exploração conceitual da eletrodinâmica; 2) discussão de questões sociais que podem ser resolvidas ou amenizadas por meio da física; 3) compreensão e prototipagem com Arduino para a doença de Parkinson por meio de Tecnologias Assistivas - em grupos de até 5 discentes; 4) apresentação em sala de aula das prototipagens realizadas; 5) entrega de relatório de pesquisa e prática experimental; 6) construção coletiva de um folder informativo para distribuição nas unidades básicas de saúde em Salvador - BA, com o intuito de fornecer informações acessíveis sobre as tecnologias assistivas disponíveis; 7) comunicação dos resultados por meio do Instagram (@\_techpark) para compartilhar notícias sobre a doença de Parkinson, desde informações básicas até casos clínicos e tratamentos.

As etapas 1 e 2 ocorreu por meio de aula expositiva dialogada, em 6 h/aula. A etapa 3, ocorreu com a apresentação do projeto 'TechPark', oficina prática com uso do Arduino e uma pesquisa sobre Tecnologias Assistivas, em 6h/aula. As etapas 4, 5 e 6, com mais 6h/aula, foram para montagem e apresentações das propostas. A etapa 7, foi realizada de forma livre. Na prototipagem com Arduino para explorar conceitos da eletrodinâmica, foi proposto o desenvolvimento de experimentos e foram explorados alguns conceitos como:

- · Lei de Ohm que descreve a relação entre a tensão (voltagem), a corrente elétrica e a resistência em um circuito elétrico. Na prototipagem, explorou-se essas relações usando sensores de resistência (resistores) e medindo a corrente ou a tensão em diferentes partes do circuito.
- · Circuitos paralelos e em série para construção de dispositivos, por exemplo, circuito com uso de acelerômetros e giroscópios para auxiliar no diagnóstico por meio da percepção dos tremores, circuito voltado a entender como seria possível contrabalançar os tremores que as pessoas com a doença degenerativa de Parkinson sofrem em diferentes níveis por meio de servo motor e circuito com uso de display LTC e relógio para construção de um alarme monitor de medicamentos e atividades.

Foram aplicados os princípios da eletrodinâmica ao passo que se refletia em como automatizar dispositivos com uso do Arduino. Existem várias possibilidades de projetos que podem ser desenvolvidos usando o Arduino para auxiliar pessoas com Parkinson, como luvas com sensores de movimento para monitorar os tremores, canetas com estabilizador de movimento, entre outros (MARQUES, 2019).

Um dos principais sintomas da doença de Parkinson é o tremor involuntário das mãos. Com o Arduino, é possível desenvolver dispositivos que detectam e monitoram esses tremores, permitindo um acompanhamento mais preciso da progressão da doença (DUDAK et al., 2016). Esses dispositivos geralmente utilizam acelerômetros ou giroscópios para medir a intensidade e a frequência dos tremores. Além disso, o Arduino pode ser utilizado em conjunto com outros sensores para

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monitorar outros sintomas do Parkinson, como rigidez muscular, bradicinesia (movimentos lentos) e instabilidade postural.

Assim, por meio do uso de Arduino e componentes eletrônicos, estimulou-se os alunos a refletirem sobre a prototipagem de tecnologias assistivas voltadas para pessoas com doença de Parkinson, visando a percepção de como estas podem ajudar as pessoas a lidar com os sintomas da doença e melhorar sua qualidade de vida. Através da construção do folder informativo, foi possível também perceber como já existem diversas tecnologias assistivas como Smart Speaker - caixa de som inteligente, Sensor de presença, Calendário automatizado, Google Agenda, Sensores para casas de gás e fumaça, Iluminação sob demanda e de emergência, Acesso por biometria ou cartão, sendo vários recursos modernos e acessíveis. Ganhou destaque a Alexa, uma vez que é uma Smart Speaker que possibilita controle de rotina e até mesmo da casa, por meio de Internet das Coisas (IoT), impactando em energia, iluminação, lar, entretenimento e segurança. Com essa ação, foi possível promover uma compreensão mais ampla sobre como essas tecnologias podem ser benéficas.

Os resultados desse projeto têm o potencial de contribuir para uma sociedade mais informada, inclusiva e capacitada para lidar com os desafios enfrentados pelas pessoas com doença de Parkinson. Ao promover o conhecimento e o uso de tecnologias assistivas, espera-se melhorar a qualidade de vida e o bemestar desses indivíduos. É importante ressaltar que o projeto não substitui a orientação médica e o acompanhamento profissional, mas busca complementar e auxiliar no cuidado e no enfrentamento dos desafios da doença de Parkinson.

## Referências

Caldas, R. R. (2014). Goniometry based on inertial sensors for movement analysis of the cervical spine. XXIV Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica - CBEB 2014, (March 2016).

Damasceno, E. F., Cardoso, A., e Lamounier Junior, E. A. Recomendação de Exercícios Fisioterápicos por Sensores de Movimento TT - A Computational Recommendation for Rehab Exercises with Motion Capture Sensor. J. Health Inform. 7(2), p. 47-57, 2015.

Dudak, P., Sladek, I., Dudak, J., e Sedivy, S. Application of inertial sensors for detecting movements of the human body. 2016 17th International Conference on Mechatronics - Mechatronika (ME), 1-5, 2016.

Halliday, D.; Walker, J.; Resnick R. Fundamentos de Física. 8.ed., Rio de Janeiro: LTC; v.3, 2009.

Lima, A. A. C. Desenvolvimento de Tecnologia para Monitoramento de Tremores de Parkinson. Universidade de Brasília, 2022.

Marques, G. M. Aplicação de sensores inerciais para quantificação de tremores involuntários nas mãos de portadores da doença de Parkinson. Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC, 2019.

Mughal, H.; Javed, A. R.; Rizwan, M.; Almadhor A. S. e Kryvinska. N. Parkinson's Disease Management via Wearable Sensors: A Systematic Review, in IEEE Access, vol. 10, pp. 35219-35237, 2022.

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