INTRODUÇÃO

A tecnologia vem demonstrando dia a dia como viver pode ser cada vez mais fácil e prazeroso. Constantemente fazemos uso de artefatos que nos auxiliam em diversas tarefas, potencializam os nossos sentidos e simplificam as coisas antes complexas, tornando real o que antes era quase impossível.

Por outro lado, as técnicas de manufatura tem evoluído significativamente, ao ponto de conseguir aliar o melhor da produção sob encomenda às vantagens da fabricação em larga escala, da revolução industrial. Com a Modelagem Paramétrica um novo método de produção baseada em modelos digitais (TEDESCHI, 2014) é apresentado, destacando-se pela capacidade de alterar rapidamente parâmetros predefinidos, assim, o processo é otimizado visando evitar o retrabalho e agilizar o tempo de projeto e confecção. Característica que não só favorece o processo de projeto de produtos, mas que também viabiliza a adaptação destes a seu usuário final, o que remete a ideia do produto personalizado conhecido hoje como customização em massa (CELANI; PUPO, 2008).

Entretanto, ainda é possível se encontrar campos de produção que por costume, maior economia, falta de conhecimento ou todos juntos, continuam a usar os métodos de fabricação em massa, o que dificulta a adaptação do produto gerado às particularidades do corpo de cada usuário.

No Brasil a Tecnologia Assistiva (TA) é considerada uma área do conhecimento de característica interdisciplinar, conglomerando produtos, recursos, metodologias, estratégias, práticas e serviços que objetivam promover a funcionalidade relacionada à atividade e participação de pessoas com deficiência, alguma incapacidade ou mobilidade reduzida, visando proporcionar-lhes uma maior autonomia, melhoria na sua qualidade de vida, bem como, sua inclusão social (BRASIL, 2009).

Em termos gerais a TA vai além das pessoas com deficiência, pois abrange todos que em algum momento de suas vidas – seja por incapacidade temporária ou idade avançada – precise de alguma tecnologia que assista a sua carência.

Sabe-se que para o projeto de produtos dados antropométricos são bastante importantes, mas, no caso de pessoas com deficiência que possuem deformação física ou movimentos involuntários, as medições tornam-se complexas e, algumas variáveis, são impossíveis de serem obtidas. Para isso, a digitalização tridimensional se torna uma importante ferramenta, permitindo a obtenção de curvas, texturas e detalhes de superfícies com grande precisão (FISCHER, 2013). Desta forma, este estudo pretende trazer as vantagens da Modelagem Paramétrica a serviço do Projeto de Produto de TA, permitindo projetar um Colar Cervical personalizado.

O colar cervical é um produto facilmente encontrado no mercado atual, porém, os modelos disponíveis são frutos de uma produção massificada, com pouca possibilidade de adaptação ao corpo, além de uma estética pouco atrativa (BASSO, 2012). Assim, graças à adaptabilidade proporcionada pela Modelagem Paramétrica, que produz um grande espectro de formas diferentes, chamado customização em massa (ANDERSON, 2010), foi possível projetar o Colar Cervical Customizado (CCC).

PROCEDIMENTO METODOLÓGICO

Para a obtenção da digitalização tridimensional (modelo 3D) do sujeito, foi utilizado o dispositivo Kinect da Microsoft, pois, além de ser um dispositivo portátil e de fácil de manuseio, possui baixo custo em relação aos scanners convencionais de digitalização tridimensional disponíveis no mercado (FISCHER, 2013).

Mas, para consegui-la foram necessárias varias tentativas, Figura 1 (a) e (b), algumas não foram passíveis de utilização, pois suas características não permitiam a geração da malha e, portanto da programação no Grasshopper (KHABAZI, Z, 2010). Ocorre que este sistema de digitalização 3D é muito sensível e pela falta de experiência, alguns ruídos foram criados na imagem por fios de cabelos soltos, rugas de tecido na roupa e movimentos do usuário. Além do fator de o topo da cabeça não ter sido digitalizado, ficando a malha incompleta.

Figura 1. Tentativas de obtenção do modelo 3D do usuário.

Após estas provas, ficou mais fácil acertar a maneira de digitalizar o usuário, Figura 2. O trabalho da digitalização se focou em uma área que partia de um pouco abaixo dos ombros até a coroa da cabeça, com os cabelos totalmente presos e assegurando-se de que a malha ficasse totalmente preenchida e fechada.

Figura 2. Terceira tentativa de digitalização

As imagens digitalizadas foram convertidas em uma malha tridimensional, permitindo a sua edição e processamento a fim de gerar o modelo 3D, conforme Figura 3.

Figura 3. Modelo 3D do usuário

O modelo gerado foi exportado em formato STL (Stereolitography) para que pudesse ser interpretado e trabalhado no software de modelagem em 3D, o Rhinoceros®, com a utilização do plugin Grasshopper.

Parametrização 3D do colar cervical

1. A partir da mesh com as informações sobre o corpo do usuário do colar cervical e a curve que representa a projeção vertical das superfícies que definirão as duas peças deste colar (silhueta amarela contida num plano vertical), isola-se uma série de curvas fechadas (closed curves), Figura 4, resultantes de operações de intersecção entre a mesh e planos horizontais ao longo do sentido vertical da curve da projeção.

Figura 4. Construção do CCC destaque para as closed curves em verde e

a projeção vertical das duas peças em amarelo.

2. Dado um parâmetro numérico, foi informado em quais pontos cada uma das curvas fechadas foram divididas em duas curvas abertas (open curves), Figura 5. Dessa forma, separaram-se as curves que serão usadas para a construção da peça frontal das que foram usadas para a construção da peça traseira. Nesse processo, um outro parâmetro foi usado para indicar o quanto cada uma das curvas abertas correspondentes irão se sobrepor. Essa sobreposição garante o encaixe da peça frontal na peça traseira, uma vez que as subdivisões estejam feitas.

Figura 5. Open curves.

3. A partir de uma extrusão da silhueta amarela, descartaram-se as porções das open curves externas ao volume gerado, Figura 6.

Figura 6. Extrusão para extração de forma.

4. Com as novas open curves e seus offsets (a partir de um parâmetro que indica a espessura do Colar), gerou-se as superfícies internas e externas das duas peças através do comando lofted surfaces, Figura 7.

Figura 7. Superfícies geradas.

5. Um algoritmo de subdivisão regular de planos em hexágonos foi utilizado para cada uma das quatro superfícies geradas, Figura 8. Offsets internos também foram gerados em cada hexágono para conferir aos mesmos uma espessura, quando materializados.

Figura 8. Algoritmo de subdivisão é utilizado.

6. Correspondências foram atribuídas através da operação loft, primeiramente, entre cada um dos hexágonos e seus offsets internos (para gerar um preenchimento entre as duas geometrias) Figura 9. e, em seguida, entre cada um desses preenchimentos (lofted surfaces) nas superfícies internas das peças e o seus correspondentes nas superfícies externas (lofted surfaces que representam as áreas laterais de cada componente do Colar).

Figura 9. Conferindo preenchimento e cor aos componentes que formam o CCC.

Por fim, um procedimento transdutivo assimila os parâmetros de posição de cada peça no Colar como coordenadas de cores, e colore individualmente os componentes de acordo com suas localizações ao longo do objeto modelado.

RESULTADO

O resultado obtido centrou-se em expor a versatilidade da Modelagem Paramétrica aplicada no Projeto do Produto de TA, o Colar Cervical Customizado. O desenvolvimento deste produto, no software Rhinoceros® com ajuda do plugin Grasshopper oferece ao designer a capacidade de gerar modelos paramétricos de formas complexas através de uma interface gráfica intuitiva. Consequentemente, favoreceu o projeto do produto customizado em questão, ideal para pessoas com algum tipo de deficiência temporária ou permanente que dificulte a sustentação do pescoço. Esta tecnologia acaba por garantir a fabricação de um produto feito sob medida, comprovando assim, o valor da modelagem paramétrica. Porém, é importante salientar que esta proposta ainda encontra-se em desenvolvimento e fase de testes. Assim, novos ensaios serão necessários para averiguar questões como material, conforto e segurança, em prol da qualidade de vida dos usuários.

DISCUSSÃO

A Modelagem Paramétrica aplicada a Produtos de TA vai gerar uma revolução que até hoje não desenvolvida, um exemplo disso é que estes produtos são projetados desde a perspectiva do modelo médico e de reabilitação, uma vez que estes são geralmente desenvolvidos dentro de uma perspectiva de que servem de tratamento ou cura para a pessoa que o usa. Portanto, sua configuração e aparência, reforçam a visibilidade da deficiência (perda, carência...) deixando em segundo plano o usuário, ou seja, a pessoa. Quando a TA é percebida como um sinalizador da deficiência, esta pode se tornar uma barreira para a participação nas atividades diárias (OISHI; MITCHELL; VAN DER LOOS, 2010), pois amplifica a percepção desta deficiência, gerando constrangimento ao usuário, o que se vê refletido no elevado índice de abandono destes recursos assistivos (BENEDETTO, 2011).

Diante do exposto, percebe-se uma oportunidade para pesquisadores, indústria e comércio conhecerem os usuários, possibilitando projetar um mundo melhor para eles, partindo de suas reais necessidades (CLARKSOM; COLEMAN, 2015), tanto em nível individual quanto em nível coletivo (BENEDETTO, 2011). Assim como percebe-se também que os Processos de Projeto de Produto de TA desenvolvidos com Modelagem Paramétrica, proporcionam flexibilidade, possibilidade de se obter uma estética atraente e inovadora que ultrapasse o velho modelo médico, e favoreça a adequação ao corpo do usuário.