Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10348/2114
Title: Ferramenta Computacional para análise biomecânica e animação 3D da marcha de animais
Authors: Santos, Paulo Rosa
Advisor: Filipe, Vitor Manuel de Jesus
Keywords: Captura de Movimento
Análise Biomecânica
Animação do movimento
cinemática
Análise 3D da locomoção/marcha
Issue Date: 2010
Abstract: A captura de movimento com sistemas ópticos, uma técnica de gravação e análise do movimento de um indivíduo, tem sido usada para descrever em termos cinemáticos o movimento quer de humanos, quer de animais. Esta técnica é fundamental para a compreensão da mecânica do movimento normal e patológico, assim como para auxílio ao diagnóstico e tratamento de pacientes com deficiências motoras. Investigadores nas áreas da biomecânica, medicina, desporto e reabilitação recorrem a esta técnica para ajudar a entender as forças conjuntas e os momentos de força que controlam o movimento e a postura. Apesar da quantidade e qualidade de sistemas comerciais existentes, poucos destes são adequados às necessidades quando se deseja avaliar o movimento de um quadrúpede tão pequeno como o rato. O factor preço também é um elemento a ter em consideração principalmente quando estes estudos são utilizados para pesquisas onde os resultados não são alvo de proveitos financeiros. Assim, o principal objectivo deste trabalho é conceber uma ferramenta computacional, para a animação 3D da marcha de um animal quadrúpede, por exemplo o rato, com base em dados cinemáticos obtidos por um sistema óptico de captura de movimento. Além da animação do movimento, a ferramenta computacional, possibilita o cálculo e a visualização gráfica de parâmetros biomecânicos úteis para realizar uma análise da marcha do animal. A ferramenta computacional é dirigida para o ensino e actividades de investigação realizadas em universidades. Esta permite a partilha de informação com outros investigadores possibilitando a reprodução do movimento através duma animação 3D. A facilidade criada para os profissionais deste ramo, médicos veterinários e investigadores, com a criação desta ferramenta está patente na facilidade e rapidez de análise de dados obtidos através da técnica de captura de movimento. Estes dados são, até agora, de difícil leitura e acessibilidade colocando, muitas vezes, de parte o uso da tecnologia e uma melhoria da performance dos médicos veterinários e dos especialistas.
Optical motion capture, a technique for recording and analyzing the movement of an individual, has been used to obtain kinematic parameters of the movement of either humans or animals. This technique is fundamental to the understanding of the mechanics of normal and abnormal movement as well as to aid in the diagnosis and treatment of patients with physical disabilities. Researchers in the fields of biomechanics, medicine, sports and rehabilitation use this technique to help understand joint forces and moments of force that control movement and posture. Although the quantity and quality of existing commercial systems, few of these are tailored to the needs when you want to evaluate the motion of a quadruped animal as small as the mouse. The price of these systems is also a factor to take into consideration when these studies are mainly used for research where the results are not the target interest of income. Thus, it is proposed as a solution to design an application to meet those needs. An application of low cost and to present a 3D animation of the movement of the subject as the main source of information. This application also must provide accurate biomechanical parameters. Therefore, the prime goal of this dissertation is to devise a computational tool for 3D animation of the gait of a quadruped animal, for example a rat, based on kinematic data obtained by an optical motion capture. Besides the animation of the movement, the computational tool, allows the calculation and graphical display of parameters useful for performing a biomechanical analysis of gait of the animal. The computational tool is intended for teaching and research activities conducted in universities. It allows sharing of information with other researchers allowing the playback of motion through a 3D animation. The facility created for professionals in this industry, veterinarians and researchers, with the creation of this tool is evident in the ease and speed of analysis of data obtained through the technique of motion capture. These data are thus far difficult to read and putting accessibility often share the use of technology and improved performance of veterinarians and specialists. Developed a tool to use data obtained through the technique of motion capture and transform these into a 3D animation to assist in analyzing the motion of a quadruped animal. Added to this, the application displays a graphical form of biomechanical parameters important in an analysis. With the choice of a joint, it is possible to produce a graph of this joint’s angles. It has the advantage of working with software for easy access and/or free within teaching institutions and research universities. Allows sharing of information with others through a file that enables reproduction of the movement in 3D animation. The facility created for professionals in this industry, veterinarians and researchers, with the creation of this tool is evident in the ease and speed of analysis of data obtained through the technique of motion capture. These data, are thus far, difficult to read and access therefore putting often aside the use of technology and improved performance of veterinarians and specialists.
Description: Dissertação de Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores
URI: http://hdl.handle.net/10348/2114
Document Type: Master Thesis
Appears in Collections:OLD - Dissertações de Mestrado

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