CardioLeather: Couro Inteligente para Monitorização da Saúde, Bem-Estar e Segurança em Veículos Automóveis
Em conversa com o COMPETE 2020, André Ribeiro Lourenço, responsável do CardioLeather falou do projeto, do seu consórcio bem como da importância do financiamento europeu:
André Lourenço | Responsável do CardioLeather“O projeto CardioLeather – Couro Inteligente para a Monitorização da Saúde, Bem-Estar e Segurança em Veículos Automóveis – viu os seus trabalhos iniciados em janeiro do presente ano, com uma equipa multidisciplinar que se apresentou diligente e determinada na realização deste projeto que junta investigação fundamental com inovação e indústria. A investigação e o desenvolvimento dos métodos que realizarão a funcionalização do couro, tornando-o condutor, têm acompanhado o desafiante e estimulante cronograma deste projeto. Os trabalhos englobam a engenharia de materiais e variados ensaios físico-químicos, a eletrónica analógica e digital, o processamento dos sinais fisiológicos (em particular, o sinal cardíaco – eletrocardiográfico), e o desenvolvimento de algoritmos de inteligência artificial que permitam extrair de forma não intrusiva indicadores biométricos, do estado de saúde e do estado de vigília dos utilizadores. Todos os copromotores estão estrategicamente alinhados na persecução das tarefas, num projeto marcadamente empreendedor que pretende desenvolver uma tecnologia que mitiga um dos maiores problemas societais – os acidentes rodoviários - que levam a mais de 1.35 milhões de fatalidades anualmente/globalmente.
A constituição deste consórcio, que compreende entidades de naturezas diferentes e complementares (a saber, de Norte a Sul, a CardioID Technologies, a Universidade de Aveiro, o Centro Tecnológico das Indústrias do Couro, a Couro Azul, e o Instituto Superior Técnico), deve um reconhecimento fundamental ao COMPETE2020, programa catalisador da investigação, desenvolvimento, e inovação, com o qual o que começou como um conceito pôde estabelecer-se como um projeto com recursos para avançar, que em breve resultará num produto frutuoso para todos e válido para uma das indústrias mais criteriosas do mundo.”
Enquadramento
Os acidentes rodoviários são considerados pela Organização Mundial de Saúde como um dos problemas globais de saúde pública. As mortes são o principal indicador da escala do problema, mas as lesões causadas pelos acidentes devem ser também consideradas. Por cada fatalidade, existem dezenas de sobreviventes que, devido às mazelas, ficam com restrições permanentes e redução da qualidade de vida. A grande maioria dos acidentes rodoviários são causados por fatores humanos como condução sob efeito de álcool, excesso de velocidade, condução distraída, ou a fadiga. De acordo com um estudo recentemente realizado pelo Observatório da Prevenção Rodoviária Portuguesa (PRP), só a fadiga é responsável por 20% dos acidentes rodoviários em Portugal.
A título ilustrativo, fabricantes automóveis já consideram implementar sistemas de monitorização do condutor, como o sistema ATTENTION ASSIST da Daimler Mercedes. Estes sistemas baseiam-se em técnicas indiretas, usando parâmetros extraídos a partir do comportamento do veículo, como movimentos do volante, velocidade do veículo ou posição relativa do veículo em relação às faixas da estrada, que não aferem efetivamente o bem-estar e a capacidade de condução do condutor, possuindo uma grande margem de erro. Tecnologias de monitorização humana, em particular de aspetos bio(fisiológicos)/comportamentais do motorista, como a monitorização da face/olhar ou sinal cardíaco, associadas a modelos de aprendizagem automática que preveem o desempenho em momentos diferentes, funcionando como sistema de assistência ao motorista, permitiriam uma avaliação mais realista.
O Projeto
O projeto CardioLeather pretende associar e melhorar a tecnologia de base a um conjunto de tecnologias inovadoras que permitem tornar o couro condutor, para dotar veículos de sistemas para monitorização não intrusiva de sinais fisiológicos, em particular do eletrocardiograma (ECG), para serem integrados nos sistemas de segurança e infotainment dos veículos a serem produzidos futuramente pela indústria automóvel.
A ideia do projeto centra-se na criação de um aparato tecnológico não intrusivo que permita a monitorização do condutor e dos fatores humanos associados ao processo de condução, baseado em couros presentes no volante e no interior do veículo, e a determinação da sua identidade, levando à personalização automática do veículo, monitorização da fadiga e do estado de saúde do condutor, e melhoria da sua segurança e qualidade de vida. Este sistema multifuncional permite emitir alertas de segurança (identificando condutores indevidos), de saúde (identificando várias patologias cardíacas) e de cansaço (identificando padrões que indicam degradação da capacidade de conduzir), permitindo alertar do ponto de vista pessoal (alguém próximo) e do ponto de vista profissional (o gestor de frota), diminuindo assim o risco de sinistros.
Assim, o projeto irá criar processos que permitam a funcionalização industrial de couros usados no interior do veículo, como o volante, apoios de assentos e interior do cockpit, a criação de métodos de monitorização robusta do ECG de um individuo, e a criação de um protótipo simulador que interligue estas duas componentes e permita validar a tecnologia desenvolvida. Refira-se que não foram identificadas soluções de componentes do interior automóvel no mercado com estas características inovadoras, funcionalidades, materiais e design, englobando sistemas de sensorização e comunicação totalmente integrados que permitam este tipo de monitorização humana.
Ao nível da multifuncionalidade dos materiais, os atuais componentes do interior automóvel em contato com a pele (como o volante, apoios de braço) não auferem características condutoras que permitam ser usados como elétrodos/sensores, sendo esta limitação um dos alvos deste projeto. O projeto CardioLeather pretende, assim, desenvolver uma solução tecnológica que permita tornar essas zonas sensoriais, não perdendo as suas propriedades funcionais mesmo após os vários ciclos de utilização. Neste contexto, serão desenvolvidas novas soluções de revestimentos de componentes em pele do interior automóvel com propriedades condutoras. Estes revestimentos serão intrinsecamente ligados a outros sistemas eletrónicos no interior dos diversos componentes automóveis, em zonas específicas, de modo a aumentar a integração, durabilidade, funcionalidade, mantendo características como o aspeto visual, desempenho mecânico, assim como outras características exigidas pela indústria automóvel.
Ao nível dos sistemas eletrónicos de aquisição do ECG e dos processos de aprendizagem automática, os principais desafios são tornar o sistema adaptável a condições de aquisição com pouca colaboração do utilizador, integrar os períodos curtos de interação com os pontos de contacto onde o sinal de ECG é adquirido, de modo a extrair os parâmetros necessários para estimar fadiga, e desenvolver modelos de deteção de alterações a curto e médio prazo do estado de saúde do utilizador.
O Apoio do COMPETE 2020
O projeto conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistemas de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Copromoção, envolvendo um investimento elegível de 892 mil euros o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 605 mil euros.
Links
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Universidade de Aveiro: Website | Facebook | Linkedin | Twitter
Couro Azul: Website