Sistema Háptico de treino da escrita.

Abstract

O objetivo principal do presente trabalho é o desenvolvimento de um sistema háptico de ensino da escrita que possa ser complementado para criar um sistema autónomo capaz de fornecer o feedback háptico apropriado às necessidades do utilizador. O sistema é composto por um dispositivo háptico, uma plataforma de escrita, uma caneta feita em impressão 3D e um computador comum para controlo do dispositivo e exibição das trajetórias. O sistema permite ao utilizador escolher entre três tipos de exercícios, dois modos de orientação, o modo guiado, que guia o utilizador pela trajetória ideal, ponto por ponto, o modo semi-guiado que apenas aplica forças corretivas se o individuo se desviar da trajetória de referência. Utilizando o modo guiado é possível alterar a dimensão e tempo de execução da trajetória, enquanto que utilizando o modo semi-guiado é apenas possível regular a dimensão da trajetória pois o tempo de execução é controlado pelo utilizador. A posição do dispositivo é obtida através de sensores localizados nos eixos do dispositivo e depois armazenada em matrizes, enquanto que a trajetória de referência está armazenada num ficheiro do formato de valores separados por virgulas, sendo os ficheiros lidos e as trajetórias copiadas para matrizes. O calculo da força a enviar para o dispositivo háptico é efetuada com a utilização de um controlador proporcional com um ganho de 0,9.A trajetória de referência e a trajetória real são visualizadas através da interface gráfica que fornece feedback visual e permite a avaliação do progresso do utilizador

The main goal of the present work is the development of a haptic handwriting training system that can be complemented in order to create na autonomous system capable of providing the haptic feedback appropriate to the user’s needs. The system consists of a haptic device, a writing plataform, a pen developed through additive manufacturing, and a common computer for controlling the device and displaying the trajectories. The system allows the user to choose between three types of exercises and two orientation modes: the guided mode, which guides the user through the ideal path, point by point and the semi-guided mode that only applies corrective forces if the individual deviates from the path of reference. Using the guided mode it is possible to change the dimension and execution time of the trajectory, while using the semi-guided mode it is only possible to adjust the dimension of the trajectory because the execution time is controlled by the user.The position of the device is obtained through the sensors located on the axis of the device and then stored in matrices, while the reference path is stored in comma-separated values files, which will be read and the paths copied to matrices. The calculation of the force to be sent to the haptic device is performed using a proportional controller with a gain of 0.9. The reference trajectory and the actual trajectory are visualized through the graphical interface that provides visual feedback and allows the evaluation of the user’s progress.