BR102022013743A2

BR102022013743A2 - Sistemas de melhoria de ergonomia com sensores vestíveis e métodos relacionados

Info

Publication number: BR102022013743A2
Application number: BR102022013743-9A
Authority: BR
Inventors: Gary E. Georgeson; Saman Farhangdoust
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2022-07-11
Publication date: 2023-07-25

Abstract

A presente invenção refere-se aos sistemas de melhoria de ergonomia vestíveis e aos métodos relacionados. Um exemplo de sistema de melhoria de ergonomia inclui uma membrana que inclui uma primeira armação que tem uma pluralidade de primeiros recortes que definem um primeiro padrão. O sistema inclui um sensor acoplado à membrana e inclui uma segunda armação que tem uma pluralidade de segundos recortes que definem um segundo padrão. O primeiro padrão é complementar ao segundo padrão.

Description

SISTEMAS DE MELHORIA DE ERGONOMIA COM SENSORES VESTÍVEIS E MÉTODOS RELACIONADOS

Campo da Divulgação

[0001] A presente invenção refere-se, em geral, aos sensores vestíveis e, mais particularmente, aos sistemas de melhoria de ergonomia com sensores vestíveis e métodos relacionados.

Antecedentes da Invenção

[0002] Os usuários de depósito e de manufatura realizam várias tarefas físicas e/ou repetitivas. Tais tarefas físicas podem incluir levantar e/ou segurar objetos relativamente pesados por um longo período de tempo e/ou operações que exigem vários movimentos repetitivos (por exemplo, lixar manualmente uma estrutura ao mover uma lixadeira em uma direção circular inúmeras vezes). A realização de uma tarefa física às vezes pode resultar em atividade de alta deformação.

Sumário

[0003] Um exemplo de sistema de melhoria de ergonomia divulgado aqui inclui um sistema de melhoria de ergonomia vestível. O sistema de melhoria de ergonomia de exemplo inclui uma membrana que tem uma primeira armação que inclui uma pluralidade de primeiros recortes que definem um primeiro padrão. O sistema inclui um sensor acoplado à membrana que tem uma segunda armação que tem uma pluralidade de segundos recortes que definem um segundo padrão, em que o primeiro padrão é complementar ao segundo padrão.

[0004] Outro sistema de exemplo divulgado aqui para rastrear o movimento de um membro de um corpo inclui um primeiro sensor de membrana para acoplar a um ombro do corpo. O primeiro sensor de membrana deve gerar emissões em resposta ao movimento de um ombro para detectar pelo menos uma posição ou rotação do ombro. O sistema inclui um segundo sensor de membrana para acoplar a um cotovelo do corpo para gerar segundas emissões em resposta ao movimento do cotovelo para detectar pelo menos uma posição ou rotação do cotovelo. O sistema inclui ainda um terceiro sensor de membrana para acoplar a um pulso do corpo para gerar terceiras emissões em resposta ao movimento da mão para detectar pelo menos uma posição ou rotação da mão.

[0005] Um método de exemplo divulgado aqui inclui o movimento de rastreamento de um membro de um corpo. O sistema inclui determinar uma posição do membro em relação ao corpo com base nas primeiras emissões de um primeiro sensor de membrana, segundas emissões do segundo sensor de membrana e terceiras emissões do terceiro sensor de membrana. O sistema inclui determinar uma posição do membro em relação ao corpo com base na primeira, segunda ou terceira emissões recebidas. O sistema inclui receber uma segunda emissão de um sensor de carga transportado pelo corpo. O sistema inclui determinar uma carga do corpo com base na segunda emissão recebida. O sistema inclui receber terceiras emissões de um scanner de passo transportado pelo corpo. O sistema inclui determinar uma posição do pé ao detectar uma posição de um pé esquerdo do corpo em relação a uma posição de um pé direito do corpo com base nas terceiras emissões de um sensor de pressão. O sistema inclui comparar posição determinada do membro e um limite de posição associado à carga determinada e à posição determinada do pé. O sistema inclui determinar se a posição determinada excede o limite de posição. O sistema inclui gerar um sinal de alerta se a posição determinada exceder o limite de posição.

Breve Descrição dos Desenhos

[0006] A figura 1 é um exemplo de sistema de melhoria de ergonomia de acordo com os ensinamentos divulgados aqui;

[0007] a figura 2A é uma parte ampliada de um exemplo de sensor da parte superior do corpo do exemplo de sistema de melhoria de ergonomia da figura 1;

[0008] a figura 2B é uma ilustração esquemática de emissões de exemplo do sensor de parte superior do corpo de exemplo da figura 2A;

[0009] figura 3A é uma vista lateral de uma parte de um exemplo de sensor de membrana divulgado aqui que pode ser usado para implementar o sensor de parte superior do corpo de exemplo das figuras 1 e 2A;

[0010] a figura 3B é uma vista superior de uma membrana de exemplo do sensor de membrana de exemplo da figura 3A;

[0011] a figura 3C é uma parte ampliada da membrana de exemplo da figura 3B;

[0012] a figura 3D é uma vista superior de um sensor de exemplo do sensor de membrana de exemplo da figura 3A;

[0013] a figura 3E é uma parte ampliada do sensor de exemplo da figura 3D;

[0014] a figura 4A é uma vista lateral de uma parte de outro sensor de membrana de exemplo divulgado aqui que pode ser usado para implementar o sensor de parte superior do corpo de exemplo das figuras 1 e 2A;

[0015] a figura 4B é uma vista superior de uma membrana de exemplo do sensor de membrana de exemplo da figura 4A;

[0016] a figura 4C é uma parte ampliada da membrana de exemplo da figura 4B;

[0017] a figura 4D é uma vista superior de um sensor de exemplo do sensor de membrana de exemplo da figura 4A;

[0018] a figura 4E é uma parte ampliada do sensor de exemplo da figura 4D;

[0019] a figura 5 é uma ilustração esquemática de exemplos de distribuição de deslocamento e tensão de um sensor de membrana de linha de base, o sensor de membrana de exemplo das figuras 3A-3E e o sensor de membrana de exemplo das figuras 4A-4E;

[0020] as figuras 6A-6D ilustram outros exemplos de sensores de membrana 600a-d divulgados aqui que podem ser usados para implementar o exemplo de sensor da parte superior do corpo do exemplo de sistema de melhoria de ergonomia das figuras 1 e 2;

[0021] a figura 7A é um sistema de sensor da parte inferior do corpo de exemplo do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo da figura 1;

[0022] a figura 7B é outro sistema de sensor da parte inferior do corpo de exemplo divulgado aqui que pode ser usado para implementar o sistema de melhoria de ergonomia de exemplo da figura 1;

[0023] as figuras 8A e 8B são ilustrações esquemáticas de emissões de exemplo do sistema de sensor de parte inferior do corpo de exemplo da figura 7A;

[0024] a figura 9 é um diagrama de blocos de um controlador de exemplo do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo da figura 1;

[0025] a figura 10 é um exemplo de um fluxograma representativo de um método de exemplo que pode ser realizado pelo controlador de exemplo da figura 9 do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo da figura 1;

[0026] a figura 11 é um exemplo de um fluxograma representativo de um método de exemplo para calibrar o sistema de sensor da parte superior do corpo de exemplo do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo da figura 1;

[0027] a figura 12 é um diagrama de exemplo representativo de posições de calibração de sensor de exemplo divulgadas aqui que podem ser usadas para implementar a calibração de exemplo da figura 11;

[0028] a figura 13 é um diagrama de blocos de uma plataforma de processamento de exemplo estruturada para executar as instruções das figuras 10 e 11 para implementar um controlador de exemplo dos sistemas de melhoria de ergonomia de exemplo divulgados aqui.

[0029] A figuras não estão em escala. Em vez disso, a espessura das camadas ou regiões pode ser aumentada nos desenhos. Em geral, os mesmos números de referência serão usados em todo o(s) desenho(s) e a descrição escrita que o(s) acompanha para se referir às partes iguais ou similares. Como utilizado nesta patente, declarando que qualquer parte (por exemplo, uma camada, filme, área, região ou placa) está de alguma forma (por exemplo, posicionada, localizada, disposta ou formada, etc.) em outra parte, indica que a parte referenciada está em contato com a outra parte ou que a parte referenciada está acima da outra parte com uma ou mais partes intermediárias localizadas entre elas. As referências de conexão (por exemplo, anexadas, acopladas, conectadas e unidas) devem ser interpretadas de forma ampla e podem incluir membros intermediários entre uma coleção de elementos e movimento relativo entre elementos, a menos que indicado de outra forma. Como tal, as referências de conexão não necessariamente inferem que dois elementos estão diretamente conectados e em relação fixa um com o outro. Afirmar que qualquer parte está em “contato” com outra parte significa que não há parte intermediária entre as duas partes. Embora as figuras mostrem camadas e regiões com linhas e limites limpos, algumas ou todas essas linhas e/ou limites podem ser idealizadas. Na realidade, os limites e/ou linhas podem ser não ser observáveis, misturados e/ou irregulares.

[0030] Os descritores “primeiro”, “segundo”, “terceiro”, etc. são usados aqui ao identificar vários elementos ou componentes que podem ser referidos separadamente. A menos que especificado ou entendido de outra forma com base em seu contexto de uso, tais descritores não se destinam a atribuir qualquer significado de prioridade, ordem física ou disposição em uma lista, ou ordenação no tempo, mas são meramente usados como rótulos para se referir a vários elementos ou componentes separadamente para facilitar a compreensão dos exemplos divulgados. Em alguns exemplos, o descritor “primeiro” pode ser usado para se referir a um elemento na descrição detalhada, enquanto o mesmo elemento pode ser referido em uma reivindicação com um descritor diferente, como “segundo” ou “terceiro”. Nesses casos, deve-se entender que tais descritores são usados apenas para facilitar a referência de vários elementos ou componentes.

Descrição Detalhada

[0031] As operações de fabricação, em geral, exigem que os usuários executem vários tipos de tarefas físicas repetitivas e/ou levantem objetos relativamente pesados. A execução de tarefas físicas repetitivas durante certas operações de fabricação pode causar riscos indesejados aos usuários que executam essas tarefas físicas repetitivas. Por exemplo, realizar tarefas físicas repetidamente pode resultar em fadiga muscular e/ou do tendão ao longo do tempo. A fadiga muscular pode reduzir a força de um músculo e/ou a fadiga do tendão pode reduzir a capacidade estrutural de um tendão.

[0032] Para melhorar a consciência ergonômica, os sistemas de melhoria de ergonomia foram desenvolvidos para monitorar e/ou quantificar o desempenho musculoesquelético durante o desempenho repetido de uma tarefa física ou operação de fabricação. Em geral, as tecnologias existentes são focadas na coleta de informações de postura e/ou movimento para o tratamento de lesões. Por exemplo, alguns sistemas conhecidos monitoram o desempenho musculoesquelético com o uso de sensores para capturar os dados durante um movimento repetitivo. Uma simulação de sistema conhecida de uma pessoa que realiza as tarefas físicas ao longo de vários ciclos é executada por um sistema de computador com o uso do modelo musculoesquelético para a pessoa e pelo menos um dos dados de desempenho da tarefa e dados de descrição da tarefa. O modelo simulado por computador pode ser usado para rastrear movimento e/ou analisar o movimento detectado. Para capturar dados para uso com um modelo simulado, alguns sistemas conhecidos de melhoria de ergonomia utilizam um ou mais sensores. Os sensores podem detectar força e/ou movimento. No entanto, os sensores desses sistemas de melhoria de ergonomia conhecidos não detectam ou detectam a tensão e/ou a deformação aplicada a uma ou mais articulações (por exemplo, uma articulação do ombro, uma articulação do cotovelo, uma articulação do pulso, etc.) de um usuário que realiza as tarefas físicas.

[0033] Os exemplos de sistemas de melhoria de ergonomia divulgados aqui utilizam movimento, medição de carga e/ou posicionamento dos pés para determinar a tensão e/ou deformação que um membro, uma articulação de um membro e/ou um corpo está sofrendo quando um usuário está realizando uma ou mais tarefas (por exemplo, tarefas físicas que envolvem movimentos repetitivos). Para rastrear o movimento de um membro e/ou detectar a tensão e/ou deformação que uma articulação de um membro está sofrendo quando um usuário executa tarefas físicas repetitivas, os sistemas de melhoria de ergonomia de exemplo divulgados aqui utilizam um ou mais sensores vestíveis. Os exemplos de sensores vestíveis divulgados aqui, em combinação com o sistema de melhoria de ergonomia, fornecem um sistema de rastreamento para rastrear o movimento de um membro. Em alguns exemplos, os sensores vestíveis divulgados aqui podem incluir exemplos de sistemas de sensores da parte superior do corpo, sistemas de sensores da parte inferior do corpo e/ou uma combinação de sistemas de sensores da parte superior e inferior do corpo. Os dados de exemplos de sensores vestíveis divulgados aqui (por exemplo, sistemas de sensores da parte superior do corpo e/ou sistemas de sensores da parte inferior do corpo de exemplo) podem ser usados (por exemplo, em conjunto ou isoladamente) para medir uma ou mais de uma posição de um membro em relação a um corpo, movimento de um membro inteiro em relação a um corpo, tensão e/ou deformação que uma articulação de um membro está sofrendo e/ou quaisquer outros movimentos ou ângulos de um membro, parte do corpo (por exemplo, parte superior das costas, parte inferior das costas, etc.) e/ou articulação em relação a um corpo.

[0034] Os exemplos de sensores vestíveis divulgados aqui incluem sensores vestíveis formados a partir de uma ou mais membranas (por exemplo, meta-membrana(s)). A(s) membrana(s) pode(m) ser um ou mais apliques ou remendos que podem ser fixados a roupas, podem ser formados como uma roupa (por exemplo, uma camisa) e/ou fazer parte de roupas (por exemplo, manga, etc.). Em alguns exemplos, os sensores vestíveis divulgados aqui incluem membrana(s) de exemplo com padrões Kirigami. Em alguns exemplos, os sensores vestíveis divulgados aqui incluem membrana(s) de exemplo com padrões auxéticos. Os padrões Kirigami e/ou os padrões auxéticos fornecem flexibilidade variável (por exemplo, aumentada) para permitir que os sensores acomodem uma maior amplitude de movimento (por exemplo, em comparação a outros padrões e/ou sensores com uma superfície sólida sem padrões). Em alguns exemplos, os padrões Kirigami e/ou auxéticos podem ser mais duráveis e/ou resistentes a rachaduras ao longo do tempo. No entanto, as vantagens técnicas não se limitam a esses exemplos. Em alguns exemplos, os sensores vestíveis divulgados aqui podem incluir qualquer outro tipo de meta-membrana e/ou membranas com outros padrões. Por exemplo, os sistemas de melhoria de ergonomia divulgados aqui podem utilizar diferentes tipos de sensores vestíveis e/ou meta-membrana(s) (por exemplo, Kirigami, Kirigami biaxial, auxéticos hexagonal, etc.) que podem emitir sinais que podem ser usados para rastrear o movimento do membro, tensão, tensão e/ou obter dados de posição do membro. Em alguns exemplos, exemplos de sensores vestíveis divulgados aqui podem acoplar (por exemplo, ser anexados) a um ou mais membros de um corpo e/ou podem ser posicionados em uma ou mais articulações para medir tensão e/ou deformação transmitida a um membro de um corpo. Por exemplo, os sensores vestíveis divulgados aqui podem ser fixos a um braço de um usuário para detectar tensão em um ombro, cotovelo e/ou pulso de um usuário. Em alguns exemplos, os sensores vestíveis podem ser fixos a uma perna, quadril, joelho, parte superior das costas e/ou parte inferior das costas de um usuário para detectar tensão e/ou deformação em um joelho, quadril, pescoço, parte superior das costas e/ou parte inferior das costas, etc. Em alguns exemplos, os sensores vestíveis podem ser utilizados ou acoplados próximo a cada articulação de um membro para medir ou detectar uma posição e/ou ângulo de articulação de uma articulação (por exemplo, uma articulação do ombro, um pulso articulação, etc.) associados aos sensores vestíveis.

[0035] Para medir uma carga transportada por um usuário e detectar o posicionamento dos pés de um usuário, os sistemas de melhoria de ergonomia de exemplo divulgados aqui utilizam o sistema de sensor da parte inferior do corpo. Para medir a carga, os sistemas de sensores da parte inferior do corpo de exemplo divulgados aqui podem utilizar célula de carga, um sensor de pressão e/ou quaisquer outros sensores para medir carga e/ou peso. Para detectar o posicionamento dos pés durante tarefas físicas, os sistemas de sensores da parte inferior do corpo de exemplos divulgados aqui podem utilizar sensores LiDAR, almofadas de pressão e/ou sensores de varredura de pressão e/ou quaisquer outros sensores de posicionamento adequados. Os exemplos de sistemas de sensores da parte inferior do corpo divulgados aqui podem ser transportados e/ou alojados por calçados (por exemplo, calçados, botas de trabalho, etc.) a serem utilizados por um usuário que realiza as tarefas físicas. Em alguns exemplos, exemplos de sensores da parte inferior do corpo divulgados aqui podem ser colocados sobre e/ou dentro da sola do calçado. Os dados de exemplos de sensores da parte inferior do corpo divulgados aqui podem ser usados em conjunto com os dados coletados de exemplos de sistemas de sensores da parte superior do corpo divulgados aqui para determinar o movimento e/ou a posição de um membro. No entanto, em alguns exemplos, os sistemas de melhoria de ergonomia divulgados aqui podem utilizar sistemas de sensor de parte superior do corpo de exemplo divulgados aqui sem sistemas de sensor de parte inferior do corpo de exemplo divulgados aqui para detectar uma posição de um membro em relação a um corpo e/ou um ângulo de articulação de uma articulação.

[0036] Para processar dados de sensores vestíveis de exemplo divulgados aqui (por exemplo, sistemas de sensores de parte superior e inferior do corpo de exemplo), os sistemas de melhoria de ergonomia de exemplo divulgados aqui utilizam um controlador. Em operação, por exemplo, um controlador de exemplo divulgado aqui pode receber emissões dos sensores vestíveis. Em alguns exemplos, um controlador de exemplo divulgado aqui pode comparar os dados de sensores vestíveis de exemplo a um limite de linha de base do usuário. Por exemplo, a linha de base pode ser valores predeterminados com base em uma primeira condição e uma segunda condição do usuário. Por exemplo, a primeira condição pode ser uma quantidade de carga transportada pela pessoa e a segunda condição pode ser uma posição de apoio dos pés de um usuário quando é detectado que está carregando a carga. Por exemplo, um limite de linha de base para uma pessoa que carrega um peso de cinquenta libras enquanto está em uma posição de suporte (por exemplo, os pés do usuário estão em uma posição de suporte, como mostrado na figura 8A) não irá exceder o limite de linha de base. No entanto, o limite de linha de base pode ser excedido em resposta à detecção de que o usuário está carregando um peso de cinquenta libras, enquanto os pés do usuário estão em uma posição sem suporte (por exemplo, ver a figura 8B). Em alguns exemplos, em resposta à determinação de que os dados dos sensores vestíveis excedem o limite de linha de base do usuário, os controladores de exemplo divulgados aqui podem ativar um alarme. Os alarmes de exemplo divulgados aqui incluem, mas não estão limitados a, alarmes visuais (por exemplo, uma luz), alarmes de áudio (por exemplo, um altofalante), feedback tátil (por exemplo, uma vibração), suas combinações e/ou qualquer outro alarme). Em alguns exemplos, o(s) tipo(s) de alarme pode(m) ser selecionado(s) com base em um ambiente (por exemplo, ambiente industrial ou de fabricação) do usuário. Por exemplo, onde o ambiente pode ser barulhento, ocupado ou onde as tarefas que estão sendo executadas não devem ser interrompidas por alarmes abruptos ou surpreendentes, o tipo de alarme escolhido (por exemplo, feedback tátil) pode variar entre as opções discutidas acima e/ou outras tipos de alarmes.

[0037] Em alguns exemplos, os controladores de exemplo divulgados aqui compilam as emissões dos sensores vestíveis e transmitem os dados para um sistema de processamento central localizado remotamente a partir do controlador e/ou do usuário. Em alguns desses exemplos, o sistema de processamento central de exemplo agrega os dados recebidos do controlador e compara os dados com um limite de linha de base do usuário. Em resposta à determinação de que os dados dos sensores vestíveis excedem o limite da linha de base do usuário, o sistema de processamento central de exemplo instrui (por exemplo, envia um sinal de alerta para) o controlador para iniciar o alarme de exemplo. Para fornecer energia ao controlador e/ou aos dispositivos vestíveis, o sistema de melhoria de ergonomia de exemplo aqui divulgado utiliza uma fonte de energia. Em alguns exemplos, uma fonte de energia de exemplo pode incluir uma bateria. Em alguns exemplos, uma fonte de energia de exemplo pode incluir panos inteligentes e/ou outros dispositivos que geram eletricidade. Conforme utilizado aqui, o termo “panos inteligentes” pode incluir tecidos movidos a movimento, tecidos que incluem circuitos integrados que podem gerar energia a partir de suor e/ou atrito (por exemplo, movimento), formas de atrito de bioenergia humana e /ou qualquer outro tecido ou dispositivo para gerar energia para alimentar um ou mais dos dispositivos vestíveis e/ou um controlador (por exemplo, nanogeradores piezoelétricos de tecido que captam o movimento mecânico humano em energia).

[0038] Os exemplos de sistemas de melhoria de ergonomia divulgados aqui podem rastrear o movimento de uma parte superior do corpo (por exemplo, um ombro, um cotovelo, um pulso/mão, um antebraço, parte inferior das costas, etc.) e/ou movimento de uma parte inferior do corpo (por exemplo, um quadril, um joelho, um pé, etc.). Por exemplo, para rastrear um movimento de uma perna, um ou mais exemplos de sensores vestíveis (por exemplo, meta-membrana(s)) podem ser anexados a (por exemplo, pele, roupas) uma articulação do quadril, uma articulação do joelho, uma articulação do tornozelo, uma parte inferior das costas, uma articulação do tornozelo, etc. Em alguns exemplos, os sistemas de melhoria de ergonomia divulgados aqui podem rastrear o movimento de uma perna, um braço, uma perna e um braço, ambos os braços, ambas as pernas, ambos os braços e ambas as pernas, uma parte superior das costas, parte inferior das costas e/ou qualquer outro membro ou partes de um corpo (por exemplo, pescoço, parte inferior das costas, parte superior das costas, etc.) para determinar a tensão e/ou deformação que um corpo sofre quando um usuário realiza tarefas físicas e/ou atividades.

[0039] A figura 1 é um exemplo de sistema de melhoria de ergonomia 100 de acordo com os ensinamentos divulgados aqui. O sistema de melhoria de ergonomia 100 do exemplo ilustrado pode detectar a deformação e/ou tensão que um corpo sofre ao realizar tarefas de trabalho específicas que incluem tarefas físicas repetitivas. Para detectar a deformação e/ou tensão em um corpo (por exemplo, ou uma articulação de um corpo), o sistema de melhoria de ergonomia 100 do exemplo ilustrado rastreia e/ou detecta o movimento de um membro 102 (por exemplo, um braço 102a) e/ ou uma articulação (por exemplo, um ângulo de articulação, uma articulação de ombro 128, uma articulação de pulso 130, uma articulação de cotovelo 132) do membro 102 em relação a um corpo 106 (por exemplo, um tronco de um corpo).

[0040] O sistema de melhoria de ergonomia 100 do exemplo ilustrado inclui um exemplo de controlador 108, um exemplo de sensor de membro 110, um exemplo de sensor de carga 112, um exemplo de sensor de posição 114, um exemplo de dispositivo de alerta 116 e um exemplo de dispositivo de energia 118. O sensor de membro 110, o sensor de carga 112, o sensor de posição 114 e o dispositivo de alerta 116 são acoplados comunicativamente ao controlador 108 por meio de, por exemplo, um barramento, um fio físico, protocolo de comunicação sem fio, Bluetooth e/ou qualquer outro protocolo de comunicação adequado).

[0041] Para rastrear e/ou detectar o movimento do membro 102 e/ou da articulação, o sistema de melhoria de ergonomia 100 de exemplo ilustrado utiliza o sensor de membro 110 (por exemplo, um sistema de rastreamento ou um sensor da parte superior do corpo). O sensor de membro 110 da figura 1 é um sistema de rastreamento que pode ser acoplado (por exemplo, conectado diretamente) ao membro 102 e/ou à articulação do corpo 106 e/ou fixo à roupa do usuário 106a para obter dados associados ao movimento do membro 102 e/ ou a articulação quando um usuário está realizando uma ou mais tarefas físicas (por exemplo, tarefas físicas envolvendo movimentos repetitivos). O sistema de melhoria de ergonomia 100 inclui o sensor de membro 110, também chamado de sistema ou sensor de metamembrana, para acoplar ao membro 102 do corpo 106 e gera as primeiras emissões em resposta ao movimento do membro 102 em relação ao corpo 106 que são usados para determinar uma posição (por exemplo, uma posição angular e/ou rotacional) do membro 102 em relação ao corpo 106. No exemplo ilustrado, o sensor de membro 110 é um sistema de sensor de parte superior do corpo 111a que é fixo ao braço 102a do corpo 106. No entanto, em outros exemplos, o sensor de membro 110 pode acoplar a uma perna, uma articulação do ombro 128, uma articulação do pulso 130, uma articulação do cotovelo 132, uma articulação do joelho, uma articulação do quadril, uma parte inferior das costas e/ou qualquer outra parte do corpo 106. Por exemplo, o sensor de membro 110 pode ser acoplado ou fixo ao braço 102a, uma perna, um quadril, um pescoço de joelho, uma parte inferior das costas, uma parte superior das costas e/ou qualquer combinação dos mesmos rastrear o movimento de um ou mais membros e/ou articulações de um corpo 106 quando o usuário 106a está realizando atividade física. Em alguns exemplos, múltiplos sensores de membros 110 (por exemplo, sistemas de rastreamento, sensores da parte superior do corpo, etc.) podem ser usados para detectar o movimento de múltiplos membros ou articulações do corpo 106 quando o usuário 106a está realizando uma atividade física.

[0042] Para detectar e/ou medir uma carga do corpo 106, o sistema de melhoria de ergonomia 100 de exemplo ilustrado inclui o sensor de carga 112. O sensor de carga 112 deve gerar uma segunda emissão representativa de uma carga transportada pelo corpo 106. A carga sensor 112 da figura 1 pode ser uma célula de carga, um sensor de pressão, uma almofada de pressão e/ou quaisquer outros sensores para medir carga e/ou peso do corpo 106.

[0043] Para detectar e/ou de outro modo determinar uma postura (por exemplo, posicionamento dos pés) do usuário 106a que realiza uma tarefa física, o sistema de melhoria de ergonomia 100 da figura 1 utiliza o sensor de posição 114. O sensor de posição 114 deve gerar uma terceira emissão representativa de uma posição de um pé direito do corpo em relação a uma posição de um pé esquerdo do corpo. O sensor de posição 114 da figura 1 pode detectar e/ou de outro modo determinar se um usuário está em uma posição estável ou de suporte (por exemplo, com um pé afastado e na frente do outro pé) ou uma posição não estável ou sem suporte (por exemplo, o usuário 106a em pé com os pés afastados, mas o pé esquerdo substancialmente alinhado com o pé direito) ao realizar a(s) tarefa(s) física(s). Em alguns exemplos, ao determinar a posição de cada pé do usuário 106a através do sensor de posição 114, o sistema de melhoria de ergonomia 100 da figura 1 pode determinar se a postura do usuário é estável ou ideal para transportar uma carga detectada (por exemplo, um objeto 119 (por exemplo, uma caixa)). O sensor de carga 112 e o sensor de posição 114 do exemplo ilustrado fornecem um sistema de sensor da parte inferior do corpo 111b do sistema de melhoria de ergonomia 100.

[0044] Para determinar a tensão e/ou deformação que o membro 102 (por exemplo, um membro humano), a articulação e/ou o corpo 106 (por exemplo, parte superior das costas, parte inferior das costas, etc.) sofrem durante uma tarefa física, a ergonomia sistema de melhoria 100 inclui o controlador 108. O controlador 108 da figura 1 é configurado para determinar se uma ou mais tarefas físicas ou ações executadas pelo usuário 106a se executadas com um movimento menos desejável ou impróprio com base em uma ou mais emissões de sensor de membro 120, emissões de sensor de carga 122 e/ou emissões de sensor de posição 124 recebidas pelo controlador 108.

[0045] Para alertar o usuário 106a quando o controlador 108 determina que detectou movimento impróprio ou menos desejável (por exemplo, movimento não ergonômico) do usuário 106a, o sistema de melhoria de ergonomia 100 de exemplo ilustrado utiliza o dispositivo de alerta 116. Com base nos dados fornecidos pelo sensor de membro 110, o sensor de carga 112 e/ou o sensor de posição 114 para o controlador 108, o controlador 108 controla uma operação do dispositivo de alerta 116 (por exemplo, através de um sinal de alerta 126). O dispositivo de alerta 116 do exemplo ilustrado pode incluir, mas não está limitado a, uma luz, um alarme sonoro, feedback tátil e/ou quaisquer outros alarmes. O dispositivo de alerta 116 pode ser transportado pelo controlador 108 (por exemplo, um alojamento do controlador 108), uma roupa do usuário 106a, presa ao corpo 106, pode ser transportada ou integrada ao calçado utilizado pelo usuário 106a e/ ou pode ser transportado por um chapéu de trabalho, luvas e/ou qualquer outra ferramenta que possa ser utilizada pelo usuário 106a.

[0046] Em alternativa, em alguns exemplos, o controlador 108 da figura 1 pode ser configurado para receber uma ou mais emissões do sensor de membro 120, as emissões do sensor de carga 122 e/ou as emissões do sensor de posição 124 e transmitir ou comunicar os dados (por exemplo, via transmissor) para um local remoto (por exemplo, um servidor remoto, um computador de processamento central, uma sala de controle, etc.). Um computador em um local remoto pode processar os dados fornecidos pelo sensor de membro 110, o sensor de carga 112 e/ou o sensor de posição 114 para determinar se os dados representam atividade do usuário que excede um limite de atividade. O computador remoto pode, em seguida, comunicar (por exemplo, enviar) as instruções ao controlador 108 para ativar o dispositivo de alerta 116 se o computador remoto determinar que a atividade excede um limite.

[0047] Para fornecer energia ao controlador 108 e/ou aos dispositivos ou sensores vestíveis, o exemplo de sistema de melhoria de ergonomia 100 aqui divulgado utiliza o dispositivo de energia 118 (por exemplo, uma fonte de energia). O dispositivo de energia 118 da figura 1 fornece energia ao controlador 108, ao sensor de membro 110, ao sensor de carga 112, ao sensor de posição 114 e/ou ao dispositivo de alerta 116. Em alguns exemplos, o dispositivo de energia 118 fornece energia apenas ao controlador 108 e/ou ao dispositivo de alerta 116. Por exemplo, o controlador 108, o dispositivo de energia 118, o sensor de membro 110, o sensor de carga 112, o sensor de posição 114 e o dispositivo de alerta 116 podem ser acoplados eletricamente através de um ou mais fios elétricos. Em alguns exemplos, o sensor de membro 110, o sensor de carga 112 e o sensor de posição 114 são alimentados com dispositivos de energia dedicados (por exemplo, baterias) independentes do dispositivo de energia 118 e/ou do controlador 108. Em alguns exemplos, o sensor de membro 110, o sensor de carga 112 e/ou o sensor de posição 114 são alimentados indiretamente pelo dispositivo de energia 118 através de conexões com o controlador 108. Por exemplo, o dispositivo de energia 118 (por exemplo, uma bateria) pode ser acoplado eletricamente (por exemplo, para fornecer energia para) com o sensor de membro 110, o sensor de carga 112, o sensor de posição 114, o controlador 108 e/ou o dispositivo de alerta 116. Em alguns exemplos, o sensor de membro 110, o sensor de carga 112 e o sensor de posição 114 tem baterias dedicadas e não requer energia do dispositivo de energia 118.

[0048] O dispositivo de energia 118 do exemplo ilustrado é uma bateria. Em alguns exemplos, o dispositivo de energia 118 pode incluir panos inteligentes e/ou outro(s) dispositivo(s) que geram eletricidade. Como utilizado aqui, o termo “panos inteligentes” pode incluir tecido(s) movido(s) por movimento, tecidos que incluem circuitos integrados que podem gerar energia a partir de suor e/ou movimento de atrito, formas friccionais de bioenergia humana e/ou qualquer outro tecido ou dispositivo para gerar energia para alimentar o sistema de melhoria de ergonomia 100 (por exemplo, um ou mais dentre o sensor de membro 110, o sensor de carga 112, o sensor de posição 114, o dispositivo de alerta 116 e/ou um controlador 108).

[0049] figura 2A é uma vista ampliada em perspectiva do sensor de membro 110 (por exemplo, o sistema de sensor da parte superior do corpo 111a) do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo 100 da figura 1. O sensor de membro 110 do exemplo ilustrado é uma membrana vestível que se acopla (por exemplo, fixa) ao braço 102a (ou membro) do corpo 106. No exemplo ilustrado, o sensor de membro 110 inclui uma pluralidade de sensores de membrana 200 que geram as primeiras emissões para rastrear o movimento do membro 102 ou braço 102a.

[0050] Os sensores de membrana 200 do exemplo ilustrado da figura 2 incluem um primeiro sensor de membrana 214 (por exemplo, um primeiro conjunto de membrana), um segundo sensor de membrana 216 (por exemplo, um segundo conjunto de membrana) e um terceiro sensor de membrana 218 (por exemplo, um terceiro conjunto de membrana). No exemplo ilustrado da figura 2, o primeiro sensor de membrana 214 (por exemplo, um sistema de sensor de membrana de ombro) é acoplado adjacente ou próximo a um ombro 208, o segundo sensor de membrana 216 (por exemplo, um sensor de membrana de cotovelo) é acoplado adjacente ou próximo a um cotovelo 206 e o terceiro sensor de membrana 218 (por exemplo, sensor de membrana de mão) é acoplado adjacente ou próximo a um pulso 202.

[0051] Cada um dos sensores de membrana 200 detecta o movimento do usuário 106a e obtém (por exemplo, medir ou calcular) dados de movimento. Por exemplo, o sensor de membro 110 da figura 2 inclui o primeiro sensor de membrana 214 posicionado próximo ao ombro 208 para gerar as primeiras das primeiras emissões (por exemplo, as emissões do sensor de membro 120) em resposta ao movimento do ombro 208 que pode ser usado para detectar uma posição do ombro 208 em relação ao corpo 106. Por exemplo, o sensor de membro 110 da figura 2 inclui o segundo sensor de membrana 216 posicionado próximo ao cotovelo 206 para gerar as primeiras das segundas emissões (por exemplo, as emissões do sensor de membro 120) em resposta ao movimento do cotovelo 206 que pode ser usado para detectar uma posição do cotovelo 206 em relação ao corpo 106. Por exemplo, o sensor de membro 110 da figura 2A inclui o terceiro sensor de membrana 218 posicionado próximo ao cotovelo 206 para gerar as primeiras das terceiras emissões (por exemplo, as emissões do sensor de membro 120) em resposta ao movimento da mão/pulso 204 que pode ser usado para detectar uma posição da mão/ pulso 204 em relação ao corpo 106.

[0052] Embora o sensor de membro 110 da figura 2A inclua os sensores de membrana 200, em alguns exemplos, o sensor de membro 110 pode incluir apenas um conjunto de sensores (por exemplo, o primeiro sensor de membrana 214), dois sensores de membrana, mais de três sensores de membrana e/ou qualquer outro número de sensores de membrana 200.

[0053] Em alguns exemplos, os sensores de membrana 200 podem ser implementados em tecido, tecido ou outro material ou vestuário que pode ser usado pelo usuário 106a. Além disso, cada um dos sensores de membrana 200 do exemplo ilustrado é formado como almofadas ou emplastros que se fixam a um membro 102 e/ou roupa do usuário 106a. Por exemplo, os sensores de membrana 200 podem ser fixos a uma manga ou dispositivo vestível que pode ser usado de forma removível pelo usuário 106a. Em alguns exemplos, cada um dos sensores de membrana 200 do exemplo ilustrado pode incluir prendedores destacáveis, tais como, por exemplo, um prendedor de gancho e laço, prendedor de marca Velcro®, tiras e/ou qualquer outro prendedor liberável que possa prender os sensores de membrana 200 ao membro 102 do corpo 106. Em alguns exemplos, os sensores de membrana 200 podem ser formados como uma membrana unitária ou dispositivo vestível que pode ser usado pelo usuário 106a. Por exemplo, os sensores de membrana 200 podem ser formados como uma manga ou como uma camisa (por exemplo, uma camisa inteira composta por um sensor de membrana) ou outra roupa que pode ser usada pelo usuário 106a. Em outras palavras, em vez do primeiro sensor de membrana 214, do segundo sensor de membrana 216 e do terceiro sensor de membrana 218, um exemplo de sensor de membro 110 pode incluir uma camisa que é formada por um sensor de membrana unitário. Em outras palavras, a camisa inteira pode ser um sensor e/ou incluir a funcionalidade do sensor. Em alguns exemplos, o sensor de membrana pode ser formado como um dispositivo vestível que pode incluir, mas não está limitado a uma manga, uma camisa, um pano acoplável, uma manga, uma manga de borracha ou flexível e/ou qualquer outro dispositivo vestível ou confecções. Os sensores de membrana 200 podem ser fixados permanentemente ao tecido ou peça de vestuário e/ou podem ser removidos e fixados novamente. Em outros exemplos, os sensores de membrana 200 são fixados diretamente ao braço 102a do usuário 106a por meio de adesivo removível, fita, etc.

[0054] Para acoplar (por exemplo, comunicativa e/ou eletricamente) os sensores de membrana 200, o controlador 108, o dispositivo de alerta 116 e/ou o dispositivo de energia 118, o sistema de melhoria de ergonomia 100 das figuras 1 e 2 inclui um ou mais fios 203 (por exemplo, um fio elétrico). Por exemplo, os sensores de membrana 200, o controlador, o dispositivo de alerta 116 e/ou o dispositivo de energia são acoplados eletricamente em série. Por exemplo, o terceiro sensor de membrana 218 é conectado eletricamente ao segundo sensor de membrana 216 por meio de um primeiro fio 203a, o segundo sensor de membrana 216 é conectado eletricamente ao primeiro sensor de membrana 214 por meio de um segundo fio 203b e o primeiro sensor de membrana 214 é conectado eletricamente ao dispositivo de alerta 116 através de um terceiro fio 203c. Em alternativa, em alguns exemplos, o sensor de membrana 200, o controlador 108, o dispositivo de alerta 116 e/ou o dispositivo de energia 118 podem ser acoplados de forma comunicativa via conexão sem fio, uma conexão Bluetooth e/ou qualquer outro protocolo de comunicação. Em alguns exemplos, o dispositivo de energia 118 fornece energia para os sensores de membrana 200. Em alguns exemplos, cada um dos sensores de membrana 200 é alimentado por fontes de energia independentes (por exemplo, baterias, panos inteligentes, etc.) e inclui uma ou mais antenas para transmitir dados (por exemplo, a emissão do sensor de membro 120) para o controlador 108. Em alguns exemplos, os fios 203 podem ser omitidos.

[0055] A figura 2B é um diagrama de exemplo 201 que ilustra as emissões de sensor de exemplo 205-209 dos sensores de membrana de exemplo 200 (por exemplo, o primeiro sensor de membrana 214, o segundo sensor de membrana 216, o terceiro sensor de membrana 218) da figura 2. Em funcionamento, o primeiro sensor de membrana 214 fornece as primeiras emissões do primeiro sensor (por exemplo, as emissões do sensor de membro 120). Especificamente, durante o movimento do ombro 208, o primeiro sensor de membrana 214 gera uma primeira emissão de sensor 205. Com base em uma posição do cotovelo 206 (por exemplo, flexionado ou esticado), o segundo sensor de membrana 216 gera uma segunda emissão de sensor 207. Com base em uma posição da mão (por exemplo, flexionada ou esticada no pulso) e/ou uma posição de um antebraço (por exemplo, posição de torção ou posição de rotação em relação a um eixo longitudinal ao longo do antebraço), o terceiro sensor de membrana 218 do ilustrado exemplo gera uma terceira emissão de sensor 209.

[0056] Cada exemplo das emissões do sensor 205-209 é representativo dos movimentos do braço 102a em relação a uma posição inicial (por exemplo, o braço 102a posicionado contra o lado do corpo 106 com a palma contra o corpo 106). As emissões de sensor de exemplo 205-209 são representativas e/ou podem ser usadas para detectar uma quantidade de deformação transmitida ao braço 102a durante o movimento à medida que o ombro 208 gira em relação ao corpo 106, o cotovelo 206 dobra na articulação do cotovelo, a mão se dobra no pulso 202, o braço 102a gira em relação ao ombro 208, o antebraço gira em relação ao cotovelo e/ou ombro e/ou qualquer outra posição do braço 102a em relação ao corpo 106. As outras posições podem incluir várias posições (por exemplo, girar o braço 102a para fora, levantar o braço 102a acima da cabeça de um usuário, girar o braço 102a em círculo, etc.). As emissões 205-209 podem ser um sinal de tensão, um sinal de corrente e/ou qualquer outro tipo de sinal.

[0057] As figuras 3A-3E ilustram um sensor de membrana de exemplo 300 que pode implementar sensores de membrana 200 do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo 100 das figuras 1 e 2. O sensor de membrana 300 do exemplo ilustrado inclui uma membrana 302 (por exemplo, uma camada de membrana) e um sensor 304 (por exemplo, uma camada de sensor). A figura 3A é uma vista lateral do sensor de membrana de exemplo 300. A figura 3B é uma vista superior da membrana de exemplo 302 e a figura 3C é uma parte ampliada da membrana de exemplo 302 da figura 3B. A figura 3D é uma vista superior do sensor de exemplo 304 e a figura 3E é uma parte ampliada do sensor de exemplo 304 da figura 3D. Por exemplo, o sensor de membrana 300 do exemplo ilustrado pode implementar o primeiro sensor de membrana 214, o segundo sensor de membrana 216 e/ou o terceiro sensor de membrana 218 da figura 2. O sensor de membrana 300 das figuras 3A-3E pode ser formado ou moldado de forma semelhante ao primeiro sensor de membrana 214, ao segundo sensor de membrana 216, ao terceiro sensor de membrana 218 e/ou pode ter qualquer outra forma (por exemplo, uma faixa de cintura, um cinto, etc.) para encaixar em e/ou em torno de uma parte do corpo 106. Além disso, o sensor de membrana 300 do exemplo ilustrado é flexível e pode se conformar (por exemplo, dobrar, envolver, etc.) a partes (por exemplo, o ombro 208, o cotovelo 206, o pulso 202 da figura 2) do corpo 106.

[0058] Com referência às figuras 3A-3E, a membrana 302 do exemplo ilustrado se acopla ao sensor 304 por meio de adesivo 306 (por exemplo, uma camada adesiva 306). No exemplo ilustrado, o adesivo 306 é posicionado entre a membrana 302 e o sensor 304. O adesivo 306 pode incluir, mas não está limitado a, um plástico, uma fita, cola, uma pasta e/ou qualquer outro tipo de adesivo. A membrana 302 ilustrada é uma meta-membrana hexagonal. Por exemplo, a membrana 302 da figura 3B inclui uma primeira armação 308. Para melhorar ou aumentar as características de flexibilidade do sensor de membrana 300, a primeira armação 308 inclui uma pluralidade de primeiras aberturas ou recortes 310. Como resultado, a armação 308 inclui uma pluralidade de pernas flexíveis 312 (por exemplo, tiras, partes de armação, etc.) que é formada pelos primeiros recortes 310. A primeira armação 308 (por exemplo, através das primeiras pernas 312 e/ou primeiros recortes 310) define um primeiro padrão 314 (por exemplo, um padrão hexagonal auxético). Em particular, o primeiro padrão 314 é um padrão auxético ou hexagonal. A membrana 302 pode ser de borracha, plástico, alumínio, cobre e/ou qualquer outro material que possa flexionar ou se conformar a uma parte do corpo 106.

[0059] Com referência à figura 3D, o sensor 304 é um sensor elétrico (por exemplo, um sensor de deformação) que gera emissões elétricas com base em uma posição flexionada do sensor 304. Por exemplo, o sensor 304 das figuras 3A-3E pode ser um sensor de deformação, sensor piezoelétrico, um circuito flexível e/ou qualquer outro sensor flexível que forneça e/ou gere sinais de emissão (por exemplo, as emissões do sensor de membro 120) quando flexionado, flexionado e/ou movido em relação para uma posição inicial. Por exemplo, os sinais elétricos emitidos pelo sensor 304 podem ser comunicados ao controlador 108 através dos fios 203 (figura 2).

[0060] O sensor 304 do exemplo ilustrado inclui uma segunda armação 318. Para melhorar ou aumentar as características de flexibilidade e/ou elasticidade do sensor de membrana 300, a segunda armação 318 inclui uma pluralidade de segundas aberturas ou recortes 320. Como resultado, a segunda armação 318 inclui uma pluralidade de segundas pernas flexíveis 322 (por exemplo, tiras, porções de armação, etc.) que são formadas pelos segundos recortes 320. A segunda armação 318 (por exemplo, através das segundas pernas 322 e/ou dos segundos recortes 320) define um segundo padrão 324 (por exemplo, padrão hexagonal auxético). Em particular, o segundo padrão 324 é um auxéticos. No exemplo ilustrado, o primeiro padrão 314 da membrana 302 é complementar (por exemplo, idêntico) ao segundo padrão 324. Por exemplo, as figuras 3C e 3E são vistas ampliadas da membrana 302 da figura 3B e o sensor 304 da figura 3D, respectivamente. Com referência às figuras 3C e 3E, cada um do primeiro padrão 314 e do segundo padrão 324 inclui características dimensionais substancialmente semelhantes (por exemplo, idênticas). Como utilizado aqui, “características dimensionais idênticas substancialmente semelhantes” significa que as dimensões da membrana 302 e do sensor 304 são idênticas ou dentro de uma certa tolerância de fabricação (por exemplo, entre aproximadamente 0,5 por cento e 10 por cento). O primeiro padrão 314 e o segundo padrão 324 incluem uma pluralidade de porções ou seções de formato triangular interconectadas 326, cada uma incluindo um comprimento dimensional La, uma altura dimensional Ha, um ângulo α, uma espessura Wa e raio r como mostrado nas figuras 3C e 3E. Por exemplo, a altura dimensional Ha é um comprimento de uma base 328a de uma seção triangular 326a. O símbolo de ângulo α é uma das respectivas pernas laterais 328b, 328c da seção triangular 326a em relação à horizontal. A dimensão La é uma distância entre uma ponta 328d da seção triangular 326a e a base 328a da seção triangular 326a. A ponta 328d é definida pelas respectivas extremidades das pernas 328b, 328c opostas à base 328a. As respectivas extremidades das pernas 328b, 328c próximas à ponta 328d não estão conectadas (por exemplo, estão desconectadas) para formar uma folga 329 entre elas. O raio r é um raio dos cantos das secções de forma triangular 326. A dimensão Wa é uma largura das pernas 312, 322 dos respectivos primeiro e segundo padrões 314, 324. As linhas tracejadas nas figuras 3C e 3E são parte de linhas de dimensão e não fazem parte do primeiro padrão 314 e do segundo padrão 324. Além disso, os primeiros recortes 310 se estendem (por exemplo, completamente) através de uma espessura de meta-membrana 330 (figura 3A) da membrana 302 e os segundos recortes 320 se estendem (por exemplo, completamente) através de uma espessura de dispositivo sensor 332 (por exemplo, figura 3A) do sensor 304. No entanto, em alguns exemplos, os primeiros recortes 310 e/ou os segundos recortes 320 podem ser formados como cavidades rebaixadas que não se estendem (por exemplo, completamente) através (ou se estendem parcialmente através de uma parte) da respectiva espessura de meta-membrana 330 e espessura do dispositivo sensor 332 da membrana 302 e/ou do sensor 304. A Tabela 1 abaixo fornece valores dimensionais de exemplo que podem ser usados para implementar o primeiro padrão 314 e/ou o segundo padrão 316. As dimensões de exemplo são fornecidas como um exemplo e o sensor de membrana 300 não está limitado aos parâmetros, valores e unidades mostrados. Em outros exemplos, o sensor de membrana 300 pode ser formado com quaisquer outros valores dimensionais.

[0061] As figuras 4A-4E ilustram outro exemplo de sensor de membrana 400 divulgado aqui que pode implementar o exemplo de sistema de melhoria de ergonomia 100 das figuras 1 e 2. O sensor de membrana 400 do exemplo ilustrado inclui uma membrana 402 (por exemplo, uma camada de membrana) e um sensor 404 (por exemplo, uma camada de sensor). A figura 4A é uma vista lateral do sensor de membrana de exemplo 400. A figura 4B é uma vista superior da membrana de exemplo 402 e a figura 4C é uma parte ampliada da membrana de exemplo 402 da figura 4B. A figura 4D é uma vista superior do sensor de exemplo 404 e a figura 4E é uma parte ampliada do sensor de exemplo 404 da figura 4D. Por exemplo, o sensor de membrana 400 do exemplo ilustrado pode implementar o primeiro sensor de membrana 214, o segundo sensor de membrana 216 e/ou o terceiro sensor de membrana 218 da figura 2. O sensor de membrana 400 das figuras 4A-4E pode ser formado ou moldado de forma semelhante ao primeiro sensor de membrana 214, ao segundo sensor de membrana 216, ao terceiro sensor de membrana 218 e/ou pode ter qualquer outra forma (por exemplo, uma faixa de cintura, um cinto, etc.) para encaixar em e/ou em torno de uma parte do corpo 106. Além disso, o sensor de membrana 400 do exemplo ilustrado é flexível e pode se conformar (por exemplo, dobrar, envolver, etc.) a partes (por exemplo, o ombro 208, o cotovelo 206, o pulso 202 da figura 2) do corpo 106.

[0062] Com referência às figuras 4A-4E, a membrana 402 do exemplo ilustrado se acopla ao sensor 404 por meio de adesivo 406 (por exemplo, uma camada adesiva). O adesivo 406 pode incluir um plástico, fita, cola, tira de látex e/ou qualquer outro tipo de adesivo. No exemplo ilustrado, o adesivo 406 é posicionado entre a membrana 402 e o sensor 404. A membrana 402 do exemplo ilustrado inclui uma primeira armação 408. A primeira armação 408 da figura 4A e 4E inclui uma pluralidade de primeiras aberturas ou recortes 410 definindo um primeiro padrão 412 para melhorar ou aumentar as características de flexibilidade e/ou elasticidade do sensor de membrana 400. Especificamente, o primeiro padrão 412 do exemplo ilustrado é um padrão Kirigami (por exemplo, um padrão Kirigami biaxial). A membrana 402 pode ser de borracha, plástico, alumínio, cobre e/ou qualquer outro material que possa flexionar ou se conformar a uma parte do corpo 106.

[0063] Com referência à figura 4D, o sensor 404 é um sensor elétrico (por exemplo, um sensor de deformação) que gera emissões elétricas com base em uma posição flexionada do sensor 404. Por exemplo, o sensor 404 das figuras 4A-4E pode ser um sensor de deformação, sensor piezoelétrico, um circuito flexível e/ou qualquer outro sensor flexível que forneça e/ou gere sinais de emissão (por exemplo, as emissões do sensor de membro 120) quando flexionado, flexionado e/ou movido em relação para uma posição inicial. Por exemplo, os sinais elétricos emitidos pelo sensor 404 podem ser comunicados ao controlador 108 através dos fios 203 (figura 2).

[0064] O sensor 404 inclui uma segunda armação 418 que tem uma pluralidade de segundas aberturas ou recortes 420 definindo um segundo padrão 422. Em particular, o segundo padrão 422 do exemplo ilustrado é um padrão Kirigami. Por outras palavras, o primeiro padrão 412 é complementar (por exemplo, idêntico) ao segundo padrão 422. Por exemplo, as figuras 4C e 4E são vistas ampliadas da membrana 402 da figura 4B e o sensor 404 da figura 4D, respectivamente.

[0065] Com referência às figuras 4C e 4E, cada um do primeiro padrão 412 e do segundo padrão 422 inclui características dimensionais substancialmente semelhantes (por exemplo, idênticas). Como utilizado aqui, “características dimensionais idênticas substancialmente semelhantes” significa que as dimensões da membrana 402 e do sensor 404 são idênticas ou dentro de uma certa tolerância de fabricação (por exemplo, entre aproximadamente 0,5 por cento e 10 por cento). Por exemplo, os primeiros recortes 410 do primeiro padrão 412 têm um primeiro conjunto 410a dos primeiros recortes 410 posicionados em uma primeira orientação e um segundo conjunto 410b dos primeiros recortes 410 posicionados em uma segunda orientação diferente da primeira orientação. Por exemplo, o primeiro conjunto 410a dos primeiros recortes 410 é substancialmente perpendicular ao segundo conjunto 410b dos primeiros recortes 410. Da mesma forma, por exemplo, os segundos recortes 420 do segundo padrão 422 têm um primeiro conjunto 420a dos segundos recortes 420 posicionado em uma primeira orientação e um segundo conjunto 420b dos segundos recortes 420 posicionados em uma segunda orientação diferente da primeira orientação. Por exemplo, o primeiro conjunto 420a dos segundos recortes 420 é substancialmente perpendicular (por exemplo, perfeitamente ortogonal ou quase perfeitamente ortogonal (por exemplo, dentro de 10 graus de perpendicularidade) ao segundo conjunto 420b dos segundos recortes 420. Os primeiros recortes 410 e os segundos recortes 420 incluem, cada um, um comprimento Hb e uma largura Wb. Além disso, uma distância Wc separa os respectivos do primeiro conjunto 410a dos primeiros recortes 410a e respectivos do segundo conjunto 410b dos primeiros recortes 410. Da mesma forma, uma distância Wc separa os respectivos do primeiro conjunto 420a dos segundos recortes 420, e os respectivos do segundo conjunto 420b dos segundos recortes 420. Um comprimento La é uma distância entre os respectivos do primeiro conjunto 410a dos primeiros recortes 410 e os respectivos do primeiro conjunto 420a dos segundos recortes 420. O comprimento Lb é uma distância entre os respectivos do segundo conjunto 410b dos primeiros recortes 410 e os respectivos do segundo conjunto 420b dos segundos recortes 420. No exemplo ilustrado, a largura Wb e a distância Wc são equivalentes. Da mesma forma, o comprimento La e o comprimento Lb são equivalentes. No entanto, em alguns exemplos, a largura Wb e a distância Wc e/ou o comprimento La e o comprimento Lb podem ter valores diferentes. Além disso, o primeiro conjunto 410a dos primeiros recortes 410 pode ser orientado em um ângulo em relação ao segundo conjunto 410b dos primeiros recortes 410 e/ou o primeiro conjunto 420a dos segundos recortes 420 pode ser orientado em um ângulo em relação ao segundo conjunto 420b dos segundos recortes 420. Em alguns exemplos, os primeiros recortes 410 e/ou os segundos recortes 420 podem ter qualquer outro padrão adequado. Além disso, os primeiros recortes 410 se estendem (por exemplo, completamente) através de uma espessura de metamembrana 430 (figura 4A) da membrana 402 e os segundos recortes 420 se estendem (por exemplo, completamente) através de uma espessura de dispositivo sensor 432 (figura 4A) do sensor 404. No entanto, em alguns exemplos, os primeiros recortes 410 e/ou os segundos recortes 420 podem ser formados como cavidades rebaixadas (por exemplo, fendas, fendas, canais, etc.) que não se estendem (por exemplo, completamente) através (ou estender parcialmente através de uma porção) a respectiva espessura da meta membrana 430 e a espessura do dispositivo sensor 432 da membrana 402 e/ou do sensor 404. A Tabela 2 abaixo fornece valores dimensionais de exemplo que podem ser usados para implementar o primeiro padrão 412 e/ou o segundo padrão 422. As dimensões de exemplo são fornecidas como um exemplo e o sensor de membrana 400 não está limitado aos parâmetros, valores e unidades mostrados. Em outros exemplos, o sensor de membrana 400 pode ser formado com quaisquer outros valores dimensionais.

[0066] A figura 5 é uma ilustração esquemática de exemplo de deslocamento e distribuição de tensão de um sensor de membrana 500, o sensor de membrana de exemplo das figuras 3A-3E e o sensor de membrana de exemplo das figuras 4A-4E. O sensor de membrana 500 inclui uma membrana 502 que é formada sem recortes ou aberturas. A figura 5 ilustra vistas laterais do sensor de membrana 500, o sensor de membrana 400 e o sensor de membrana 300 marcado como (a), (c) e (e), respectivamente. A figura 5 também ilustra vistas superiores dos sensores de membranas 500, 400, 300 rotuladas como (b), (d) e (f), respectivamente. O sensor de membrana 500, o sensor de membrana 400 e o sensor de membrana 300 são mostrados nas respectivas posições flexionadas ou esticadas quando uma força semelhante ou idêntica (ou uma posição flexível do braço 102a) é transmitida aos respectivos sensores de membrana 500, 400, 300. A figura 5 ilustra as diferenças de flexibilidade entre os sensores de membrana 500, 400 e 300. O sensor de membrana 400 pode flexionar mais do que o sensor de membrana 300 por uma altura 506 (por exemplo, aproximadamente entre 10% e 20% de flexibilidade maior). O sensor de membrana 500 pode flexionar mais do que o sensor de membrana 400 por uma altura 508 (por exemplo, flexibilidade entre aproximadamente 10% e 40% maior do que o sensor de membrana 400 e/ou entre aproximadamente 30% e 755 maior flexibilidade do que o sensor de membrana 500). O mapeamento de tensão-deformação é mostrado nos sensores de membrana 500, 400 e 300 quando os sensores de membrana 500, 400, 300 são flexionados para as posições mostradas na figura 5. Uma chave de deformação 510 para indicar os níveis de deformação. Embora o sensor de membrana 500 estique ou flexione o mínimo, o sensor de membrana 500 experimenta uma quantidade maior de deformação e/ou tensão em comparação aos sensores de membrana 400 e 500.

[0067] As figuras 6A-6D ilustram outros exemplos de sensores de membrana 600a-d divulgados aqui que podem ser usados para implementar o sistema de melhoria de ergonomia das figuras 1 e 2. Os sensores de membrana 600a-d (por exemplo, sensores de deformação, circuito flexível) podem ser montados em várias configurações incluindo, por exemplo, um primeiro sensor de membrana 600a, um segundo sensor de membrana 600b, um terceiro sensor de membrana 600c e um quarto sensor de membrana 600d. Por exemplo, os sensores de membrana 600a-600d podem implementar os sensores de membrana de exemplo 200 da figura 2, os sensores de membrana 300 das figuras 3A-3E e/ou os sensores de membrana 400 da figura 4A-4E.

[0068] O primeiro sensor de membrana 600a inclui uma membrana 604 (por exemplo, uma membrana vestível), um sensor 608 (por exemplo, elemento de detecção de deformação) e um primeiro adesivo 606 (por exemplo, uma camada adesiva) que pode acoplar ou fixar (por exemplo, diretamente) para a pele 602 do usuário 106a. No exemplo ilustrado, a membrana 604 se fixa à pele 602 do usuário 106a. O primeiro adesivo 606 está posicionado entre a membrana 604 e o sensor 608 e se copla ou fixa a membrana 604 e o sensor 608. Quando acoplada ao corpo 106, a membrana 604 está entre um primeiro lado do primeiro adesivo 606 e a pele 602 do usuário 106a (por exemplo, acima da pele 602), e o sensor 608 está posicionado adjacente ou próximo (por exemplo, diretamente engatado) a um segundo lado do primeiro adesivo 606 oposto ao primeiro lado.

[0069] O segundo sensor de membrana 600b inclui o sensor 608, o primeiro adesivo 606, a membrana 604 e um segundo adesivo 612. O segundo adesivo 612 pode ser usado para acoplar (por exemplo, acoplar diretamente) a membrana 604 à pele 602 do usuário 106a. A membrana 604 está posicionada entre o primeiro adesivo 606 e o segundo adesivo 612, e o segundo adesivo 612 está posicionado entre a membrana 604 e a pele 602 quando acoplado ao corpo 106. O primeiro adesivo é posicionado entre e acopla a membrana 604 e o sensor 608.

[0070] O terceiro sensor de membrana 600c inclui a membrana 604 posicionada entre o sensor 608 e o primeiro adesivo 606. Por exemplo, o sensor 608 se fixa e/ou é formado integralmente com a membrana 604. O primeiro adesivo 606 acopla ou fixa a membrana 604 e o sensor 608 à roupa 610 a ser usada pelo usuário 106a. Quando usado pelo usuário 106a, a roupa 610 retém ou mantém o sensor de membrana 600a no usuário 106a. O sensor 608 está posicionado próximo (por exemplo, diretamente engatado) à pele 602 do usuário 106a quando a roupa 610 que tem o sensor de membrana 600c é usada pelo usuário 106a. Em outras palavras, o sensor 608 está dentro ou localizado em um lado interno da roupa 610 quando a roupa 610 é usada pelo usuário 106a.

[0071] O quarto sensor de membrana 600d inclui o sensor 608, o primeiro adesivo 606, a membrana 604, o segundo adesivo 612 e a roupa 610. O primeiro adesivo 606 acopla ou fixa a membrana 604 e o sensor 608. Em outras palavras, o primeiro adesivo está posicionado entre o sensor 608 e a membrana 604. O segundo adesivo 612 fixa a membrana 604 e a roupa 610. Em outras palavras, o segundo adesivo é posicionado entre a membrana 604 e a roupa 610. Quando usado pelo usuário 106a, a roupa 610 está posicionada próxima à pele 602 do usuário 106a. Em outras palavras, o sensor 608 é exposto ou localizado em um lado externo da roupa 610 quando a roupa 610 é usada pelo usuário 106a.

[0072] Os sensores 608 (por exemplo, e o sensor 304 das figuras 3A-3E e/ou o sensor 404 das figuras4A-4E) podem ser vários tipos de sensores (por exemplo, sensores de deformação). Por exemplo, os sensores 608 das figuras 6A-6D figuras 6 (por exemplo, e os sensores 304 das figuras 3A-3E e/ou os sensores 404 das figuras4A-4E) podem incluir, mas não estão limitados a, um sensor de célula de carga, dispositivos ou sensores piezelétricos, placas de circuito flexíveis, materiais condutores, incluindo nanomateriais de carbono (por exemplo, negro de fumo [CBs] , nanotubos de carbono [CNTs] , grafeno e seus derivados), nanofios metálicos (NWs), nanofibras (NFs) e nanopartículas (NPs), MXenes (por exemplo, Ti3C2Tx), líquido iônico, micro/nanoestruturas híbridas, polímeros condutores e/ou qualquer outro material(s) de detecção ou sensor(es) de deformação e/ou tensão que possam gerar sinais de emissão (por exemplo, sinais elétricos, as emissões do sensor de membro 120) quando flexionado, flexionado e/ou de outra forma distorcido.

[0073] A membrana 604 (por exemplo, e a membrana 302 das figuras 3A-3E e/ou a membrana 402 das figuras4A-4E) pode ser formada de vários tipos de materiais, incluindo, mas não limitado a elastômeros de silicone (por exemplo, ecfoex e polidimetilsilowano [PDMS] ), borrachas, polímeros termoplásticos, filmes adesivos médicos, poliuretano termoplástico (TPU), elastômeros à base de poliestireno, PDMS, materiais à base de fibras naturais, como algodão, lã, linho e/ou qualquer outro material) com características flexíveis.

[0074] O sensor de membrana 200, 300, 400 e 600a-600d pode ter várias espessuras na direção z (por exemplo, direção de empilhamento/seção transversal). Em alguns exemplos, uma espessura da membrana 302, 402 e/ou 604 pode ser igual ou diferente da espessura do sensor 304, 404 e/ou 606. O sensor de membrana 200, 300, 400 e/ou 600a-d, a membrana 302, 402, 604 e/ou o sensor 304, 404, 608 podem ser formados por meio de moldagem (por exemplo, moldagem por injeção), fabricação aditiva (por exemplo, impressão 3D), litografia, uma combinação dos mesmos e/ ou qualquer outro(s) processo(s) de fabricação.

[0075] A figura 7A é um exemplo de sistema de sensor de parte inferior do corpo 700 divulgado aqui que pode ser usado para implementar o exemplo de sistema de melhoria de ergonomia 100 da figura 1. O sistema de sensor da parte inferior do corpo 700 do exemplo ilustrado implementa o sensor de carga 112 e o sensor de posição 114 da figura 1. O sensor de carga 112 inclui células de carga 706 e o sensor de posição 114 inclui sensores de detecção e alcance de luz (LiDAR) 704 (por exemplo, uma almofada de pressão, sensor de varredura de passo, etc.). As células de carga 706 e os sensores LiDAR 704 são incorporados (por exemplo, transportados, fixados ou incorporados de outra forma) em um par de calçados 702 para serem usados pelo usuário 106a. Para detectar a posição dos pés do usuário, os sensores LiDAR 704 emitem ondas pulsadas em um ambiente circundante. Quando o usuário está com os pés juntos, os pulsos saltam do calçado oposto e retornam ao sensor. O sensor usa um diferencial de tempo para cada pulso retornar ao sensor para calcular a distância percorrida. Quando um primeiro pé está à frente e/ou atrás do outro pé, as ondas pulsadas se projetam no ambiente circundante em vez de um calçado oposto, indicando que os pés do usuário estão separados. Assim, os pulsos emitidos pelos sensores LiDAR 704 podem ser usados para determinar se o usuário 106a está em uma posição estável ou de apoio (por exemplo, com um pé espaçado e na frente do outro pé) ou uma posição não estável ou não posição de apoio (por exemplo, um usuário em pé com os pés afastados, mas o pé esquerdo substancialmente alinhado com o pé direito) ao realizar as tarefas físicas.

[0076] A figura 7B é outro exemplo de sistema de sensor da parte inferior do corpo 700 do exemplo de sistema de melhoria de ergonomia 100 da figura 1. O sistema de sensor da parte inferior do corpo 700 do exemplo ilustrado implementa o sensor de carga 112 e o sensor de posição 114 da figura 1. O sensor de carga 112 inclui células de carga 706 e o sensor de posição 114 inclui sensores de pressão 708 (por exemplo, uma almofada de pressão, sensor de varredura de passo, etc.). As células de carga 706 e os sensores de pressão 708 estão localizados em (por exemplo, incorporados nas solas de) um par de calçados 702 que pode ser usado pelo usuário 106a (figura 1). As células de carga 706 medem uma carga ou peso do usuário 106a para determinar uma quantidade de peso que o usuário 106a está segurando ou levantando. Os sensores de pressão 708 do exemplo ilustrado podem detectar e/ou de outro modo determinar uma postura (por exemplo, posicionamento dos pés) do usuário 106a realizando uma tarefa física. Por exemplo, os sensores de pressão 708 podem detectar e/ou de outro modo determinar se um usuário está em uma posição estável ou de apoio (por exemplo, com um peso distribuído uniformemente nos pés) ou uma posição não estável ou não de apoio (por exemplo, um usuário em pé com seu peso todo centrado para frente nos dedos dos pés ou todo centrado para trás nos calcanhares) ao realizar uma tarefa física. Em alguns exemplos, os sensores de pressão 708 podem ser usados para determinar a distribuição de peso do usuário (por exemplo, se a distribuição de peso está centralizada). Por exemplo, um peso do usuário 106a sendo deslocado em direção aos calcanhares do usuário 106a pode indicar que o usuário 106a está desequilibrado e/ou em risco de cair ou ser ferido. Em alguns exemplos, ao determinar uma posição do braço 102a através dos sistemas de sensores da parte superior do corpo 111a, a posição de cada pé do usuário 106a através do sensor de posição 114 e uma carga transportada pelo usuário 106a através do sensor de carga 112, o sistema de melhoria de ergonomia 100 pode determinar se a postura do usuário é estável (por exemplo, ou ideal) para transportar uma carga detectada (por exemplo, o objeto 119 da figura 1).

[0077] As figuras 8A e 8B são ilustrações esquemáticas de terceiras emissões de exemplo 800 do sistema de sensor da parte inferior do corpo de exemplo 700 da figura 7A. A figura 8A ilustra uma primeira 801 das terceiras emissões 800 e a figura 8B ilustra uma segunda 803 das terceiras emissões 800. Por exemplo, a primeira 801 das terceiras emissões 800 é representativa do usuário 106a que tem seus pés espaçados, mas o pé esquerdo 805 substancialmente nivelado com o pé direito 807. A segunda 803 das terceiras emissões 800 da figura 8B é representativa do usuário 106a que tem o pé direito 807 espaçado e na frente do pé esquerdo 805. Os sensores de pressão 708 geram Stepscan ou emissões de pressão, como mostrado nas figuras 8A e 8B. As terceiras emissões 800 dos sensores de pressão 708 podem detectar a distribuição de pressão através dos pés do usuário 106a. Por exemplo, uma área de cor branca 802 nas figuras 8A e 8B indica uma área com baixa pressão, uma área de cor cinza 804 nas figuras 8A e 8B indicam pressão média e uma área de cor preta 806 nas figuras 8A e 8B indicam alta pressão. Na figura 8A, o usuário tem mais pressão no seu pé direito 807 como indicado por mais área de cor cinza 804 e mais área de cor preta 806 em comparação com o pé esquerdo 805, que tem mais área de cor branca 802. A figura 8B ilustra o peso do usuário 106a concentrado no calcanhar traseiro do pé direito 807 e concentrado em uma almofada ou área intermediária do pé esquerdo 805.

[0078] A figura 9 é um diagrama de blocos do controlador de exemplo 108 do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo 100 da figura 1. O controlador 108 inclui um gerenciador de sensor 902, um monitor de dados 904, um gerenciador de dispositivo de alerta 906 e um calibrador 908. O gerenciador de sensor 902, o monitor de dados 904, o gerenciador de dispositivo de alerta 906 e o calibrador 908 são acoplados de maneira comunicativa por meio de um barramento 910.

[0079] O gerenciador de sensor 902 recebe entradas do sensor de membro 110, do sensor de carga 112 ou/e do sensor de posição 114. Por exemplo, o gerenciador de sensor 902 recebe as emissões do sensor de membro 120, as emissões do sensor de carga 122 e/ou a posição emissões de sensor 124. Por exemplo, o gerenciador de sensor 902 recebe as emissões 205-209, as emissões das células de carga 706 e as emissões dos sensores de pressão 708 e/ou os sensores LiDAR 704. O gerenciador de sensor 902 recebe as emissões como correntes, tensões, etc. Em alguns exemplos, o gerenciador de sensor 902 pode condicionar os sinais para processamento pelo monitor de dados 904. Em alguns exemplos, o gerenciador de sensor 902 converte as entradas em valores binários (por exemplo, ligado/desligado), valores digitais, e/ou valores analógicos. Por exemplo, o gerenciador de sensor 902 pode converter os sinais do sensor de posição 114 em valores binários.

[0080] Por exemplo, o gerenciador de sensor 902 pode fornecer valores binários “1” para as respectivas emissões 205-209 do em resposta aos sinais de emissão que não excedem um valor limite (por exemplo, uma corrente elétrica) associado aos respectivos do sensores de membrana 214, 216, 218 e podem fornecer valores binários “0” para as respectivas emissões 205-209 dos sensores de membrana 214, 216, 218 em resposta aos sinais de emissão que excedem um valor limite (por exemplo, uma corrente elétrica) associado com os respectivos sensores de membrana 214, 216, 218. Por exemplo, o gerenciador de sensor 902 pode fornecer um valor binário “1” quando o sensor de posição 114 fornece sinais representativos do usuário 106a estando na posição estável e um valor binário “0” quando o sensor de posição 114 fornece sinais representativos do usuário 106a estando em uma posição não estável. Em alguns exemplos, o gerenciador de sensor 902 pode fornecer um valor binário “1” em resposta ao sensor de carga 112 que fornece um sinal representativo de um peso que é maior que um limite (por exemplo, 50 libras) e um valor binário “0” em resposta ao sensor de carga 112 fornecendo um sinal representativo de um peso inferior ao limite.

[0081] O monitor de dados 904 armazena e processa os sinais do gerenciador de sensores 902. O monitor de dados 904 pode comparar os sinais do gerenciador de sensores 902 com um limite. Em alguns exemplos, o limite pode ser obtido, recuperado ou acessado de outra forma da memória pelo monitor de dados 904. Por exemplo, o monitor de dados 904, por meio de um comparador, pode comparar os sinais do gerenciador de sensor 902 com uma tabela para determinar se o usuário 106a está realizando uma atividade não ergonômica ou imprópria com base nos dados fornecidos pelas emissões do sensor de membro 120, as emissões do sensor de carga 122 e/ou as emissões do sensor de posição 124. Por exemplo, o monitor de dados 904 pode comparar os sinais do gerenciador de sensor 902 para valores de limite armazenados em uma tabela de consulta associada aos respectivos limites para as respectivas emissões do sensor de membro 120, as emissões do sensor de carga 122 e/ou a emissão do sensor de posição 124. Por exemplo, o monitor de dados 904 pode comparar uma determinada posição do membro 102 com um limite de posição associado a uma carga medida transportada pelo usuário 106a fornecida pelo sensor de carga 112 e uma determinada posição do pé direito 807 em relação ao pé esquerdo 805. O monitor de dados 904 pode comunicar um sinal de ativação de alerta para o gerenciador de dispositivo de alerta 906 em resposta à determinação de que a posição detectada do membro 102 excede um limite de posição (por exemplo, de uma tabela de consulta) associado ou correspondente à carga medida do sensor de carga 112 e/ou a posição detectada do pé direito 807 em relação ao pé esquerdo 805. Por exemplo, as emissões 205-209 da figura 13 pode ser indicativo de movimento ou posição não ergonômica ou imprópria do membro 102 se uma carga transportada pelo usuário 106a exceder uma carga limite e/ou uma postura do usuário 106a for uma postura não estável (por exemplo, uma postura mostrada na figura 8A). Em alguns casos, as emissões 205-209 da figura 13 pode ser indicativo de movimento ou posição ergonômica ou adequada de um membro 102 se uma carga transportada pelo usuário 106a não exceder uma carga limite e/ou uma postura do usuário 106a é uma postura estável (por exemplo, uma postura mostrada na figura 8B).

[0082] Por exemplo, a tabela de consulta pode ter uma pluralidade de primeiros valores de limite correspondentes às emissões dos sensores de membrana 214, 216, 218. Com base em uma comparação das emissões dos sensores de membrana 214, 216, 218 e os limites correspondentes aos respectivos dos sensores de membrana 214, 216, 218 armazenados na tabela de consulta, o peso fornecido pelo sensor de carga 112 e a posição dos pés fornecida pelo sensor de posição 114, o monitor de dados 904 determina se o usuário 106a está realizando atividade (por exemplo, com base no movimento ou posição do membro) que seja ergonomicamente adequado ou ergonomicamente inadequado. Se um ou mais sinais ou uma combinação de sinais do gerenciador de sensor 902 exceder um ou mais limites ou uma combinação de limites em comparação com as emissões do sensor de membro 120, as emissões do sensor de carga 122 e as emissões do sensor de posição 124, então, o gerenciador de dispositivo de alerta 906 aciona o sinal de alerta 126 para acionar um alarme (por exemplo, indicativo de uma atividade ou movimento não ergonômico).

[0083] O gerenciador de dispositivo de alerta 906 pode receber um sinal do monitor de dados 904 se o sinal do gerenciador de sensor 902 exceder um limite. O gerenciador de dispositivo de alerta 906 pode enviar o sinal de alerta 126 e/ou alarme. Os alarmes de exemplo divulgados aqui incluem, mas não estão limitados a, alarmes visuais (por exemplo, uma luz), alarmes de áudio (por exemplo, um altofalante), feedback tátil, suas combinações e/ou qualquer outro alarme.

[0084] O calibrador 908 instrui os usuários de movimentos para completar a calibração, como as ilustradas na figura 12. O calibrador 908 também armazena os dados de movimento de várias posições da calibração e pode processar os dados de movimento a serem usados como limites para o monitor de dados 904. O calibrador 908 define um valor zero ou de referência para o sensor de membro 110, o sensor de carga 112 e o sensor de posição 114.

[0085] Alternativamente, o controlador 108 do exemplo ilustrado pode ser configurado para comunicar as emissões do sensor (por exemplo, as emissões do sensor 120, 122, 124, 205-209, 800 etc.) do sistema de sensor da parte superior do corpo 111a e/ou da parte inferior do corpo sistema de sensor 111b para um dispositivo eletrônico remoto tal como, por exemplo, um servidor, um computador, uma sala de controle, um dispositivo móvel, um telefone celular e/ou qualquer outro dispositivo de computação acoplado comunicativamente ao controlador 108 do sistema de melhoria de ergonomia 100. Por exemplo, o controlador 108 e/ou o gerenciador de sensores 902 podem transmitir ou comunicar uma ou mais emissões fornecidas pelos sensores (por exemplo, o sensor de membro 110, o sensor de carga 112, o sensor de posição 114, os sensores de membrana 214, 216, 218, as células de carga 706, os sensores de pressão 708, os sensores LiDAR 704 e/ou quaisquer outros sensores). O dispositivo eletrônico remoto pode ser configurado para modelar o movimento do usuário 106a (por exemplo, o braço 102a do usuário 106a) com base nos dados fornecidos pelo controlador 108. O dispositivo eletrônico remoto pode ser configurado para detectar se o modelo representa os movimentos que podem ser indicativos de movimentos que podem ser ergonômicos ou aceitáveis, ou movimentos que podem ser não ergonômicos ou não aceitáveis. Se o dispositivo eletrônico remoto determina que os movimentos do usuário 106a são aceitáveis, o dispositivo eletrônico remoto não se comunica com o controlador 108. Se o dispositivo eletrônico remoto determina que os movimentos do usuário 106a não são aceitáveis, o dispositivo eletrônico remoto comunica instruções para o controlador 108 para fazer com que o gerenciador de dispositivo de alerta 906 inicie o sinal de alerta 126 para ativar o dispositivo de alerta 116.

[0086] Embora uma maneira de exemplo de implementar o controlador 108 da figura 1 seja ilustrada na figura 9, um ou mais dos elementos, processos e/ou dispositivos ilustrados na figura 9 podem ser combinados, divididos, reorganizados, omitidos, eliminados e/ou implementados de qualquer outra forma. Além disso, o gerenciador de sensor 902, o monitor de dados 904, o gerenciador de dispositivo de alerta 906 e o calibrador 908 e/ou, mais geralmente, o controlador de exemplo da figura 1 pode ser implementado por hardware, software, firmware e/ou qualquer combinação de hardware, software e/ou firmware. Assim, por exemplo, qualquer um dentre o gerenciador de sensor 902, o monitor de dados 904, o gerenciador de dispositivo de alerta 906 e o calibrador 908.e/ou, mais geralmente, o controlador de exemplo 108 da figura 1 pode ser implementado por um ou mais circuitos analógicos ou digitais, circuitos lógicos, processador(es) programável(es), controlador(es) programável(es), unidade(s) de processamento gráfico (GPU(s)), processador(es) de sinal digital (DSP(s)), circuito(s) integrado(s) de aplicação específica (ASIC(s)), dispositivo(s) de lógica programável (PLD(s)) e/ou dispositivo(s) de lógica programável em campo (FPLD(s)). Ao ler qualquer uma das reivindicações de aparelho ou sistema desta patente para abranger uma implementação puramente de software e/ou firmware, pelo menos um dentre o gerenciador de sensor 902, o monitor de dados 904, o gerenciador de dispositivo de alerta 906 e o calibrador 908 e/ou mais geralmente, o controlador de exemplo 108 da figura 1 é/são expressamente definidos para incluir um dispositivo de armazenamento legível por computador não transitório ou disco de armazenamento, como uma memória, um disco versátil digital (DVD), um disco compacto (CD), um disco Blu-ray, etc., incluindo o software e/ou firmware. Além disso, o controlador de exemplo 108 da figura 1 pode incluir um ou mais elementos, processos e/ou dispositivos além ou em vez dos ilustrados na figura 9, e/ou pode incluir mais de um de qualquer um ou todos os elementos, processos e dispositivos ilustrados. Como utilizado aqui, a expressão “em comunicação”, incluindo suas variações, abrange comunicação direta e/ou comunicação indireta por meio de um ou mais componentes intermediários e não requer comunicação física direta (por exemplo, com fio) e/ou comunicação constante, mas sim adicionalmente inclui a comunicação seletiva em intervalos periódicos, intervalos programados, intervalos aperiódicos e/ou eventos únicos.

[0087] Um fluxograma representativo de lógica de hardware de exemplo, instruções legíveis por máquina, máquinas de estado implementadas por hardware e/ou qualquer combinação dos mesmos para implementar o sistema de melhoria de ergonomia 100 da figura 1 é mostrado na figura 10 e figura 11. As instruções legíveis por máquina podem ser um ou mais programas executáveis ou parte(s) de um programa executável para execução por um processador de computador, tal como o processador 1312 mostrado na plataforma de processador de exemplo 1300 discutida abaixo em conexão com a figura 1. O programa pode ser incorporado em software armazenado em um meio de armazenamento legível por computador não transitório, como um CD-ROM, um disquete, um disco rígido, um DVD, um disco Blu-ray ou uma memória associada ao processador 1312, mas todo o programa e/ou partes do mesmo podem, em alternativa, ser executados por um dispositivo diferente do processador 1312 e/ou incorporado em firmware ou hardware dedicado. Além disso, embora o programa de exemplo seja descrito com referência aos fluxogramas ilustrados na figura 10 e figura 11, muitos outros métodos de implementação do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo 100 podem ser usados em alternativa. Por exemplo, a ordem de execução dos blocos pode ser alterada e/ou alguns dos blocos descritos podem ser alterados, eliminados ou combinados. Adicionalmente, ou em alternativa, qualquer um ou todos os blocos podem ser implementados por um ou mais circuitos de hardware (por exemplo, circuitos analógicos e/ou digitais discretos e/ou integrados, um FPGA, um ASIC, um comparador, um amplificador operacional (op-amp), um circuito lógico, etc.) estruturado para realizar a operação correspondente sem executar software ou firmware.

[0088] As instruções legíveis por máquina descritas aqui podem ser armazenadas em um ou mais de um formato compactado, um formato criptografado, um formato fragmentado, um formato compilado, um formato executável, um formato empacotado, etc. As instruções legíveis por máquina descritas aqui podem ser armazenadas como dados (por exemplo, partes de instruções, código, representações de código, etc.) que podem ser utilizados para criar, fabricar e/ou produzir instruções executáveis por máquina. Por exemplo, as instruções legíveis por máquina podem ser fragmentadas e armazenadas em um ou mais dispositivos de armazenamento e/ou dispositivos de computação (por exemplo, servidores). As instruções legíveis por máquina podem exigir uma ou mais de instalação, modificação, adaptação, atualização, combinação, complementação, configuração, descriptografia, descompactação, descompactação, distribuição, reatribuição, compilação, etc., a fim de torná-las diretamente legíveis, interpretáveis e/ ou executáveis por um dispositivo de computação e/ou outra máquina. Por exemplo, as instruções legíveis por máquina podem ser armazenadas em várias partes, que são individualmente compactadas, criptografadas e armazenadas em dispositivos de computação separados, em que as partes quando descriptografadas, descompactadas e combinadas formam um conjunto de instruções executáveis que implementam um programa como que aqui descrito.

[0089] Em outro exemplo, as instruções legíveis por máquina podem ser armazenadas em um estado em que podem ser lidas por um computador, mas requerem a adição de uma biblioteca (por exemplo, uma biblioteca de link dinâmico (DLL)), um kit de desenvolvimento de software (SDK), uma interface de programação de aplicativo (API), etc. para executar as instruções em um determinado dispositivo de computação ou outro dispositivo. Em outro exemplo, as instruções legíveis por máquina podem precisar ser configuradas (por exemplo, configurações armazenadas, entrada de dados, endereços de rede gravados, etc.) antes que as instruções legíveis por máquina e/ou os programas correspondentes possam ser executados na íntegra ou em parte. Assim, as instruções legíveis por máquina divulgadas e/ou programa(s) correspondente(s) destinam-se a abranger tais instruções e/ou programa(s) legível(s) por máquina, independente do formato ou estado particular das instruções e/ou programa(s) legível(s) por máquina quando armazenados ou de outra forma em repouso ou em trânsito.

[0090] As instruções legíveis por máquina aqui descritas podem ser representadas por qualquer linguagem de instrução passada, presente ou futura, linguagem de script, linguagem de programação, etc. Por exemplo, as instruções legíveis por máquina podem ser representadas com o uso de qualquer uma das seguintes linguagens: C, C++, Java , C#, Perl, Python, JavaScript, HyperText Markup Language (HTML), Structured Query Language (SQL), Swift, etc.

[0091] Como mencionado acima, os processos de exemplo da figura 10 e da figura 11 pode ser implementados com o uso das instruções executáveis (por exemplo, instruções legíveis por computador e/ou máquina) armazenadas em um computador não transitório e/ou meio legível por máquina, como uma unidade de disco rígido, uma memória flash, uma memória somente de leitura, um disco compacto, um disco digital versátil, um cache, uma memória de acesso aleatório e/ou qualquer outro dispositivo de armazenamento ou disco de armazenamento no qual as informações são armazenadas por qualquer duração (por exemplo, por longos períodos de tempo, permanentemente, por breves instâncias, para armazenamento temporário em buffer e/ou para armazenamento em cache das informações). Como utilizado aqui, o termo meio legível por computador não transitório é expressamente definido para incluir qualquer tipo de dispositivo de armazenamento legível por computador e/ou disco de armazenamento e para excluir sinais de propagação e mídia de transmissão.

[0092] “Incluindo” e “compreendendo” (e todas as suas formas e tempos verbais) são usados aqui como termos abertos. Assim, sempre que uma reivindicação utilizar qualquer forma de “incluir” ou “compreender” (por exemplo, compreende, inclui, compreendendo, incluindo, tendo, etc.) como um preâmbulo ou dentro de uma recitação de reivindicação de qualquer tipo, deve ser entendido que elementos adicionais, termos, etc. podem estar presentes sem se afastar do escopo da reivindicação ou recitação correspondente. Como utilizado aqui, quando a expressão “pelo menos” é usada como o termo de transição em, por exemplo, um preâmbulo de uma reivindicação, ela é aberta da mesma maneira que os termos “compreendendo” e “incluindo” são abertos. O termo “e/ou” quando usado, por exemplo, em uma forma como A, B e/ou C refere-se a qualquer combinação ou subconjunto de A, B, C, como (1) A sozinho, (2) B sozinho, (3) C sozinho, (4) A com B, (5) A com C, (6) B com C e (7) A com B e com C. Como utilizado aqui no contexto da descrição de estruturas, componentes, itens, objetos e/ou coisas, a expressão “pelo menos um de A e B” destina-se a se referir às implementações que incluem qualquer um de (1) pelo menos um A, (2) pelo menos um B e (3) pelo menos um A e pelo menos um B. Da mesma forma, como utilizado aqui no contexto de descrever estruturas, componentes, itens, objetos e/ou coisas, a expressão “pelo menos um de A ou B” destina-se a se referir às implementações que incluem qualquer um de (1) pelo menos um A, (2) pelo menos um B e (3) pelo menos um A e pelo menos um B. Como utilizado aqui no contexto de descrever o desempenho ou execução de processos, instruções, ações , atividades e/ou etapas, a expressão “pelo menos um de A e B” destina-se a se referir às implementações incluindo qualquer um de (1) pelo menos um A, (2) pelo menos um B e (3) pelo menos um A e pelo menos um B. Da mesma forma, como utilizado aqui no contexto de descrever o desempenho ou execução de processos, instruções, ações, atividades e/ou etapas, a frase “pelo menos um de A ou B” destina-se a se referir às implementações incluindo qualquer um de (1) pelo menos um A, (2) pelo menos um B e (3) pelo menos um A e pelo menos um B.

[0093] Como utilizado aqui, referências singulares (por exemplo, “um”, “uma”, “primeiro”, “segundo”, etc.) não excluem uma pluralidade. O termo “um” ou “uma” entidade, como utilizado aqui, refere-se a uma ou mais dessas entidades. Os termos “um” (ou “uma”), “um ou mais” e “pelo menos um” podem ser usados de forma intercambiável aqui. Além disso, embora listados individualmente, uma pluralidade de meios, elementos ou ações de métodos podem ser implementados, por exemplo, por uma única unidade ou processador. Além disso, embora características individuais possam ser incluídas em diferentes exemplos ou reivindicações, estas podem possivelmente ser combinadas, e a inclusão em diferentes exemplos ou reivindicações não implica que uma combinação de características não seja viável e/ou vantajosa.

[0094] O método 1000 da figura 10 é um método de exemplo para implementar o sistema de melhoria de ergonomia 100 da figura 1. O método 1000 começa no bloco 1002, com o gerenciador de sensor 902 recebendo dados coletados do(s) sensor(es). O(s) sensor(es) pode(m) incluir o sensor de membro 110, o sensor de carga 112, o sensor de posição 114, os sensores de membrana 214, 216, 218, as células de carga 706, o sensor de pressão 708, os sensores LiDAR 704 e/ou quaisquer outros sensores.

[0095] No bloco 1004, o monitor de dados 904 compara dados (por exemplo, sinais) dos dados do gerenciador de sensor 902 com um limite. O limite pode ser obtido a partir de uma tabela de consulta que pode ser armazenada em um banco de dados ou memória do controlador 108.

[0096] No bloco 1006, o monitor de dados 904 determina se o limite no bloco 1004 é excedido. Se o monitor de dados 904 determinar que o limite foi excedido no bloco 1006, então, o processo continua para o bloco 1008. No bloco 1008, o gerenciador de dispositivo de alerta 906 inicia um sinal de alerta (por exemplo, o sinal de alerta 126) para ativar o alarme e/ ou dispositivo de alerta 116. Se o monitor de dados 904 determinar no bloco 1006 que o limite não foi excedido, então, o processo retorna ao bloco 1002.

[0097] Com referência à figura 11, o método 1100 é um método de exemplo para calibrar o sistema de sensor de parte superior do corpo 111a e o sistema de sensor de parte inferior do corpo 111b do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo 100 da figura 1. Por exemplo, a calibração pode ser implementada com o uso do calibrador 908. Por exemplo, a calibração do sistema de melhoria de ergonomia de exemplo 100 da figura 1 pode ocorrer quando o sistema é inicialmente ligado e/ou em qualquer outro momento em que o sistema está em uso. Em alguns exemplos, a calibração pode ser configurada automaticamente para ocorrer em intervalos predefinidos ou em certos eventos, como quando o controlador 108 detecta valores discrepantes emitidos por um ou mais sensores do sistema de melhoria de ergonomia da figura 1.

[0098] No bloco 1102, o sistema de melhoria de ergonomia de exemplo 100 da figura 1 pode detectar o sistema de sensor da parte superior do corpo 111a (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) e o sistema de sensor da parte inferior do corpo 111b (por exemplo, as células de carga 706, o sensor de pressão 708, o sensor LiDAR 704, etc.) através do gerenciador de sensor 902. No bloco 1104, o calibrador de exemplo 908 instrui o usuário 106a a iniciar as calibrações do sensor. As posições de calibração de sensor de exemplo são divulgadas aqui e são ilustradas e discutidas na figura 12.

[0099] No bloco 1106, o calibrador de exemplo 908 registra a(s) emissão(s) de sensor associado a diferentes calibrações do sensor. Por exemplo, os valores calibrados para cada um dos sensores (por exemplo, o sensor de membro 110, o sensor de carga 112 e/ou o sensor de posição 114) são valores zero ou valores de referência.

[00100] A figura 12 é um diagrama de exemplo representativo de posições de calibração de exemplo 1200 aqui divulgadas que podem ser usadas para implementar o método de exemplo 1100 da figura 11. As posições de calibração do sensor podem ser instruídas ao usuário 106a com o uso de uma interface de usuário que pode incluir, por exemplo, uma tela, um alto-falante, uma combinação dos mesmos e/ou qualquer outro dispositivo de comunicação transportado pelo controlador 108. As posições de calibração 1200 de exemplo podem ser usadas para calibrar um ou mais dos sensores de membrana 214, 216, 218 após os sensores serem transportados ou acoplados ao usuário 106a. Por exemplo, cada um dos sensores de membrana 214, 216, 218 pode ser calibrado com o uso das posições de calibração de exemplo 1200 da figura 12. Por exemplo, as posições de calibração 1200 incluem três conjuntos de posições de calibração (ou seja, posição 1, posição 2, posição 3) para cada ombro 20 8, cotovelo 206 e mão/pulso 202. No entanto, as posições de calibração não estão limitadas às posições mostradas na figura 12 e podem incluir uma ou mais outras posições que não são mostradas na figura 12.

[00101] Na posição 1 de uma calibração de ombro 1202, o usuário 106a é instruído a mover seus braços (ou seja, o braço 102a) em uma posição para frente (por exemplo, uma posição estendida totalmente para frente em uma direção na frente do usuário 106a) e posição para trás (por exemplo, uma posição estendida totalmente para trás em uma direção atrás do usuário 106a). O controlador 108 registra as emissões dos sensores (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) quando o braço 102a se move para a posição dianteira e a posição traseira.

[00102] Na posição 2 de uma calibração de ombro 1204, o usuário 106a é instruído a mover seus braços em uma posição para cima (por exemplo, uma posição totalmente elevada acima da cabeça do usuário) e para baixo (por exemplo, uma posição totalmente estendida na lateral da cabeça do usuário corpo). O controlador 108 registra as emissões dos sensores (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) quando o braço 102a se move para a posição para cima e a posição para baixo.

[00103] Na posição 3 de uma calibração de ombro 1206, o usuário 106a é instruído a estender seus braços para fora e para os lados (por exemplo, uma formação de envergadura) e girar/torcer seus braços em um movimento circular entre uma primeira posição de rotação (por exemplo, torcer ou girar em uma primeira posição de rotação) e uma segunda posição de rotação (por exemplo, torcer ou girar em uma segunda direção de rotação oposta à primeira direção). O controlador 108 registra as emissões dos sensores (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) quando o braço 102a se move para a primeira posição rotacional e a primeira posição rotacional.

[00104] Na posição 1 de uma calibração de cotovelo 1208, o usuário 106a é instruído a mover seus braços lateralmente e mover seus braços para uma posição curvada (por exemplo, posição totalmente curvada onde a mão está próxima ao ombro 208) e uma posição estendida (por exemplo, uma posição totalmente estendida). O controlador 108 registra as emissões dos sensores (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) associados ao cotovelo 206 quando o braço 102a se move para a posição enrolada e a posição estendida.

[00105] Na posição 2 de uma calibração de cotovelo 1210, o usuário 106a é instruído a dobrar seus cotovelos e mover seus cotovelos enquanto na posição flexionada para uma posição flexionada para cima e uma posição flexionada para baixo. O controlador 108 registra as emissões dos sensores (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) quando o braço 102a se move para a posição flexionada para cima e a posição flexionada para baixo.

[00106] Na posição 3 da calibração do cotovelo 1212, o usuário 106a é instruído a girar seus braços com o cotovelo flexionado entre uma primeira posição de rotação e uma segunda posição de rotação oposta à primeira posição de rotação. O controlador 108 registra as emissões dos sensores (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) quando o braço 102a, com o cotovelo flexionado 206, se move para a primeira posição de rotação e a segunda posição de rotação.

[00107] Na posição 1 de uma calibração de pulso/mão 1214, o usuário 106a é instruído a mover ou dobrar sua mão em torno do pulso para uma posição para cima (por exemplo, posição totalmente para cima) e uma posição para baixo (por exemplo, uma posição totalmente para baixo). O controlador 108 registra as emissões dos sensores (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) quando a mão se move para a primeira posição de rotação e a segunda posição de rotação.

[00108] Na posição 2 de uma calibração de pulso/mão 1216, o usuário 106a é instruído a mover sua mão lateralmente em torno do pulso para uma primeira posição lateral (por exemplo, posição totalmente lateral direita) e uma segunda posição lateral (por exemplo, uma posição lateral totalmente esquerda). O controlador 108 registra as emissões dos sensores (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) quando a mão se move para a primeira posição lateral e a segunda posição lateral.

[00109] Na posição 3 de uma calibração de pulso/mão 1218, o usuário 106a é instruído a torcer sua mão lateralmente em torno do pulso para uma primeira posição rotacional (por exemplo, uma posição totalmente rotacional em uma primeira direção rotacional) e uma segunda posição rotacional (por exemplo, uma posição totalmente rotacional em uma segunda direção rotacional). O controlador 108 registra as emissões dos sensores (por exemplo, os sensores de membrana 214, 216, 218) quando a mão se move para a primeira posição de rotação e a segunda posição de rotação.

[00110] A figura 13 é um diagrama de blocos de uma plataforma de processamento de exemplo estruturada para executar as instruções das figuras 10 e 11 para implementar um controlador de exemplo de sistemas de melhoria de ergonomia de exemplo divulgados aqui.

[00111] A figura 13 é um diagrama de blocos de uma plataforma de processador de exemplo 1300 estruturada para executar as instruções da figura 10 e figura 11 para implementar o sistema de melhoria de ergonomia 100 da figura 1. A plataforma de processador 1300 pode ser, por exemplo, um servidor, um computador pessoal, uma estação de trabalho, uma máquina de autoaprendizagem (por exemplo, uma rede neural), um dispositivo móvel (por exemplo, um telefone celular, um smartphone, um tablet, como um iPad®, um fone de ouvido ou outro dispositivo vestível ou qualquer outro tipo de dispositivo de computação.

[00112] A plataforma de processador 1300 do exemplo ilustrado inclui um processador 1312. O processador 1312 do exemplo ilustrado é hardware. Por exemplo, o processador 1312 pode ser implementado por um ou mais circuitos integrados, circuitos lógicos, microprocessadores, GPUs, DSPs ou controladores de qualquer família ou fabricante desejado. O processador de hardware pode ser um dispositivo baseado em semicondutor (por exemplo, baseado em silício). Neste exemplo, o processador implementa o gerenciador de sensor 902, o monitor de dados 904, o gerenciador de dispositivo de alerta 906 e o calibrador 908.

[00113] O processador 1312 do exemplo ilustrado inclui uma memória local 1313 (por exemplo, um cache). O processador 1312 do exemplo ilustrado está em comunicação com uma memória principal incluindo uma memória volátil 1314 e uma memória não volátil 1316 através de um barramento 1318. A memória volátil 1314 pode ser implementada por Memória de Acesso Aleatório Dinâmica Síncrona (SDRAM), Memória de Acesso Aleatório Dinâmica (DRAM), Memória de Acesso Aleatório Dinâmica RAMBUS® (RDRAM®) e/ou qualquer outro tipo de dispositivo de memória de acesso aleatório. A memória não volátil 1316 pode ser implementada por memória flash e/ou qualquer outro tipo de dispositivo de memória desejado. O acesso à memória volátil 1314 e à memória não volátil 1316 é controlado por um controlador de memória.

[00114] A plataforma de processador 1300 do exemplo ilustrado também inclui um circuito de interface 1320. O circuito de interface 1320 pode ser implementado por qualquer tipo de padrão de interface, como uma interface Ethernet, um barramento serial universal (USB), uma interface Bluetooth®, uma interface próxima interface de comunicação de campo (NFC) e/ou uma interface PCI Express.

[00115] No exemplo ilustrado, um ou mais dispositivos de entrada 1322 estão conectados ao circuito de interface 1320. O(s) dispositivo(s) de entrada 1322 permite(m) que um usuário insira dados e/ou comandos no processador 1312. O(s) dispositivo(s) de entrada pode(m) ser implementado(s), por exemplo, por um sensor de áudio, um microfone, uma câmera (foto ou vídeo), um teclado, um botão, um mouse, uma tela sensível ao toque e/ou um sistema de reconhecimento de voz.

[00116] Um ou mais dispositivos de emissão 1324 também estão conectados ao circuito de interface 1320 do exemplo ilustrado. Os dispositivos de emissão 1324 podem ser implementados, por exemplo, por dispositivos de exibição (por exemplo, um diodo emissor de luz (LED), um diodo emissor de luz orgânico (OLED), uma tela de cristal líquido (LCD), uma tela de tubo de raios catódicos (CRT), uma tela de comutação no local (IPS), uma tela sensível ao toque, etc.) e/ou altofalante. O circuito de interface 1320 do exemplo ilustrado, assim, inclui tipicamente uma placa de driver gráfico, um chip de driver gráfico e/ou um processador de driver gráfico.

[00117] O circuito de interface 1320 do exemplo ilustrado também inclui um dispositivo de comunicação, como um transmissor, um receptor, um transceptor, um modem, um gateway residencial, um ponto de acesso sem fio e/ou uma interface de rede para facilitar a troca de dados com máquinas externas. (por exemplo, dispositivos de computação de qualquer tipo) através de uma rede 1326. A comunicação pode ser, por exemplo, através de uma conexão Ethernet, uma conexão de linha de assinante digital (DSL), uma conexão de linha telefônica, um sistema de cabo coaxial, um sistema de satélite, um sistema sem fio de linha de site, um sistema de telefonia celular, etc.

[00118] A plataforma de processador 1300 do exemplo ilustrado também inclui um ou mais dispositivos de armazenamento em massa 1328 para armazenar software e/ou dados. Os exemplos de tais dispositivos de armazenamento em massa 1328 incluem unidades de disquete, discos rígidos, unidades de disco compacto, unidades de disco Blu-ray, sistemas de matriz redundante de discos independentes (RAID) e unidades de disco versátil digital (DVD).

[00119] As instruções executáveis por máquina 1332 da figura 10 e figura 11 podem ser armazenadas no dispositivo de armazenamento em massa 1328, na memória volátil 1014, na memória não volátil 1316 e/ou em um meio de armazenamento legível por computador removível não transitório, como um CD ou DVD.

[00120] Os exemplos anteriores dos sistemas de melhoria da ergonomia podem ser dispositivos vestíveis. Embora cada exemplo de sistemas de melhoria de ergonomia divulgados acima tenha certas características, deve ser entendido que não é necessário que uma característica específica de um exemplo seja usada exclusivamente com aquele exemplo. Em vez disso, qualquer uma das características descritas acima e/ou representadas nos desenhos pode ser combinada com qualquer um dos exemplos, além de ou em substituição a qualquer uma das outras características desses exemplos. Os recursos de um exemplo não são mutuamente exclusivos aos recursos de outro exemplo. Em vez disso, o escopo desta divulgação abrange qualquer combinação de qualquer uma das características. Por exemplo, o primeiro sensor de membrana 214 pode ser implementado pelo sensor de membrana 300, o segundo sensor de membrana 216 pode ser implementado pelo sensor de membrana 400, o terceiro sensor de membrana pode ser implementado por qualquer um dos sensores de membrana 600a-d e/ou qualquer uma de suas combinações.

[00121] Além disso, a divulgação compreende exemplos de acordo com as seguintes cláusulas:

[00122] Cláusula 1. Um sistema de melhoria de ergonomia vestível inclui uma membrana que inclui uma primeira armação que tem uma pluralidade de primeiros recortes que definem um primeiro padrão e um sensor acoplado à membrana, o sensor que inclui uma segunda armação que tem uma pluralidade de segundos recortes que definem um segundo padrão, sendo o primeiro padrão complementar ao segundo padrão.

[00123] Cláusula 2. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o primeiro padrão e o segundo padrão são padrões Kirigami.

[00124] Cláusula 3. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o primeiro padrão e o segundo padrão são padrões auxéticos.

[00125] Cláusula 4. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o sensor é sensor de deformação.

[00126] Cláusula 5. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o sensor de deformação é um circuito flexível.

[00127] Cláusula 6. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o sensor é um sensor piezoelétrico.

[00128] Cláusula 7. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que a membrana é composta por pelo menos um padrão Kirigami ou padrão Auxético.

[00129] Cláusula 8. O sistema de qualquer cláusula anterior, incluindo ainda um adesivo para acoplar a membrana e o sensor.

[00130] Cláusula 9. Um sistema de melhoria de ergonomia vestível compreendendo: um primeiro sensor de membrana para acoplar a um ombro do corpo, a primeira membrana para gerar as primeiras emissões em resposta ao movimento do ombro para detectar pelo menos uma posição ou rotação do ombro, um segundo sensor de membrana para acoplar a um cotovelo do corpo, o segundo sensor de membrana para gerar as segundas emissões em resposta ao movimento do cotovelo para detectar pelo menos uma posição ou rotação do cotovelo e um terceiro sistema de membrana para acoplar a um pulso do corpo, um terceiro sensor de membrana para gerar as terceiras emissões em resposta ao movimento de uma mão para detectar pelo menos uma posição ou rotação da mão.

[00131] Cláusula 10. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que cada um dentre o primeiro sensor de membrana, o segundo sensor de membrana e o terceiro sensor de membrana inclui uma pluralidade de aberturas que definem um padrão.

[00132] Cláusula 11. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o padrão é pelo menos um padrão Kirigami ou um padrão Auxético.

[00133] Cláusula 12. O sistema de qualquer cláusula anterior, incluindo ainda um sensor de carga para medir a carga do corpo.

[00134] Cláusula 13. O sistema de qualquer cláusula anterior, incluindo ainda um sensor de posição para detectar a posição do pé direito de um corpo em relação ao pé esquerdo do corpo.

[00135] Cláusula 14. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que um sensor de carga e um sensor de posição são posicionados em calçados para serem usados por um usuário.

[00136] Cláusula 15. O sistema de qualquer cláusula anterior, compreendendo ainda um processador para: determinar uma posição de um membro em relação ao corpo com base nas primeiras emissões de um primeiro sensor de membrana, nas segundas emissões do segundo sensor de membrana e nas terceiras emissões do terceiro sensor de membrana, determinar uma carga medida com base em uma quarta emissão do sensor de carga, determinar uma posição de um pé direito do corpo em relação a um pé esquerdo do corpo com base em uma quinta emissão da posição, comparar a posição determinada do membro a um limite de posição associado à carga medida e à posição detectada do pé direito em relação ao pé esquerdo e gerar um sinal de alerta em resposta à determinação de que a posição detectada excede o limite de posição associado à carga medida e a posição detectada de o pé direito em relação ao pé esquerdo.

[00137] Cláusula 16. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o sensor de carga inclui uma célula de carga.

[00138] Cláusula 17. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o sensor de posição inclui pelo menos um dentre um sensor de pressão ou um sensor LiDAR.

[00139] Cláusula 18. Um método para rastrear o movimento de um membro de um corpo, o método compreendendo: determinar uma posição do membro em relação ao corpo com base nas primeiras emissões de um primeiro sensor de membrana, nas segundas emissões do segundo sensor de membrana e nas terceiras emissões do terceiro sensor de membrana, determinando uma posição do membro em relação ao corpo com base nas primeira, segunda ou terceira emissões recebidas, receber uma segunda emissão de um sensor de carga transportado pelo corpo, que determina uma carga do corpo com base na segunda emissão, receber as terceiras emissões de um scanner de passo transportado pelo corpo, que determinam uma posição do pé ao detectar uma posição de um pé esquerdo do corpo em relação a uma posição de um pé direito do corpo com base nas terceiras emissões de um sensor de pressão, comparar a posição determinada do membro e um limite de posição associado à carga determinada e a posição do pé determinada, determinar se a posição determinada excede o limite de posição e gerar um sinal de alerta se a posição determinada exceder o limite de posição.

[00140] Cláusula 19. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que a geração do sinal de alerta inclui gerar pelo menos um de um sinal sonoro, um sinal háptico ou um sinal de luz.

[00141] Cláusula 20. O sistema de qualquer cláusula anterior, incluindo ainda a recuperação do limite de posição de uma tabela de consulta.

Claims

Sistema de melhoria de ergonomia vestível (100), caracterizado pelo fato de que compreende:
uma membrana (214, 216, 218, 302, 402, 502) que inclui uma primeira armação (308, 408) que tem uma pluralidade de primeiros recortes (310, 410) que definem um primeiro padrão (314, 412); e
um sensor (110, 214, 216, 218, 300, 400, 500, 600a-d) acoplado à membrana, o sensor (110, 214, 216, 218, 300, 304, 400, 404, 500) incluindo uma segunda armação (308, 318, 408, 418) que tem uma pluralidade de segundos recortes (320, 420) definindo um segundo padrão (324, 422), sendo o primeiro padrão (314, 412) complementar ao segundo padrão (314, 422).
Sistema (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro padrão (412) e o segundo padrão (422) são padrões Kirigami (412, 422) ou em que o primeiro padrão (314) e o segundo padrão (324) são auxéticos padrões (314, 324).
Sistema (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor (110, 300, 304, 400, 404, 500, 600a-d) é pelo menos um sensor de deformação (608) e/ou um sensor piezoelétrico (608).
Sistema (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a membrana (214, 216, 218, 302, 402, 502) é composta por pelo menos um de um padrão Kirigami (412, 422) ou um padrão auxético (314, 324).
Sistema de melhoria de ergonomia vestível (100), caracterizado pelo fato de que compreende:
um primeiro sensor vestível (218, 302, 402, 502) para acoplar a um ombro (208) de um corpo (106, 106a), a primeira membrana (218, 302, 402, 502) para gerar as primeiras emissões (120) em resposta ao movimento do ombro (208) para detectar pelo menos uma posição ou rotação do ombro (208);
um segundo sensor vestível (216, 302, 402, 502) para acoplar a um cotovelo (206) do corpo (106, 106a), o segundo sensor vestível (216, 302, 402, 502) para gerar as segundas emissões (120) em resposta ao movimento do cotovelo (206) para detectar pelo menos uma posição ou rotação do cotovelo (206); e
um terceiro sensor vestível (212, 302, 402, 502) para acoplar a um pulso (202) do corpo (106, 106a), um terceiro sensor vestível (212, 302, 402, 502) para gerar as terceiras emissões (120) em resposta ao movimento de uma mão (202) para detectar pelo menos uma posição ou rotação da mão (202).
Sistema (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada um dentre o primeiro sensor vestível (218, 302, 402, 502), o segundo sensor vestível (216, 302, 402, 502) e o terceiro sensor vestível (212, 302, 402, 502) inclui uma pluralidade de aberturas que definem um padrão (412, 422, 314, 324).
Sistema (100) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que inclui ainda um sensor de carga (112) para medir uma carga do corpo (106, 106a).
Sistema (100) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que inclui ainda um sensor de posição (114) para detectar uma posição de um pé direito (807) de um corpo em relação a um pé esquerdo (805) do corpo (106, 106a).
Sistema (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um processador para:
determinar uma posição de um membro (102) em relação ao corpo (106, 106a) com base nas primeiras emissões (120) de um primeiro sensor vestível (218, 302, 402, 502), nas segundas emissões (120) do segundo sensor vestível (216, 302, 402, 502) e nas terceiras emissões (120) do terceiro sensor vestível (212, 302, 402, 502);
determinar uma carga medida com base em uma quarta emissão (122) do sensor de carga (112);
determinar uma posição de um pé direito (807) do corpo em relação a um pé esquerdo (805) do corpo com base em uma quinta emissão (124) do sensor de posição (114);
comparar a posição determinada do membro (102) com um limite de posição associado à carga medida e a posição detectada do pé direito (807) em relação ao pé esquerdo (805); e
gerar um sinal de alerta (126) em resposta à determinação de que a posição detectada excede o limite de posição associado à carga medida e a posição detectada do pé direito (807) em relação ao pé esquerdo (805).
Método para rastrear o movimento de um membro (102) de um corpo (106, 106a), caracterizado pelo fato de que compreende:
determinar uma posição do membro (102) em relação ao corpo (106, 106a) com base nas primeiras emissões (120) de um primeiro sensor vestível (218, 302, 402, 502), nas segundas emissões (120) do segundo sensor vestível (216, 302, 402, 502) e nas terceiras emissões (120) do terceiro sensor vestível (218, 302, 402, 502);
determinar uma posição do membro (102) em relação ao corpo (106, 106a) com base na primeira (120), segunda (120) ou terceira emissão (120) recebida;
receber uma segunda emissão (122) de um sensor de carga (112) transportado pelo corpo (106, 106a);
determinar uma carga do corpo com base na segunda emissão recebida (122);
receber as terceiras emissões (124) de um scanner de passo (114, 708) transportado pelo corpo (106, 106a);
determinar uma posição do pé ao detectar uma posição de um pé esquerdo (805) do corpo (106, 106a) em relação a uma posição de um pé direito (807) do corpo com base nas terceiras emissões de um sensor de pressão (708);
comparar a posição determinada do membro (102) e um limite de posição associado à carga determinada e à posição determinada do pé;
determinar se a posição determinada excede o limite de posição; e
gerar um sinal de alerta (126) se a posição determinada exceder o limite de posição.