Registro fonte: O uso da visão computacional na comunicação de atletas de bocha paralímpica com paralisia cerebral

O uso da visão computacional na comunicação de atletas de bocha paralímpica com paralisia cerebral

Boccia (BO) is an important sport in the social life of its athletes who are people with severe physical disabilities in all four limbs. However, social interaction and communication are flawed in some people with cerebral palsy. In this sport, athletes with communication difficulties can produce a...

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Autor principal:	Ciesielski Junior, Darlan Franca
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Paralisia cerebral Pessoas com deficiência - Meios de comunicação Esportes para pessoas com deficiência Visão computacional Cerebral palsy People with disabilities - Means of communication Sports for people with disabilities Computer vision CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL Engenharia Biomédica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26809
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id	riut-1-26809
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spelling	riut-1-268092021-12-22T06:06:37Z O uso da visão computacional na comunicação de atletas de bocha paralímpica com paralisia cerebral Computer vision usage for cerebral palsy boccia athletes communication Ciesielski Junior, Darlan Franca Stadnik, Adriana Maria Wan https://orcid.org/0000-0003-3388-3017 http://lattes.cnpq.br/4428392576037901 Bim, Silvia Amelia https://orcid.org/0000-0001-8089-8284 http://lattes.cnpq.br/1808731785135915 Stadnik, Adriana Maria Wan https://orcid.org/0000-0003-3388-3017 http://lattes.cnpq.br/4428392576037901 Nohama, Percy https://orcid.org/0000-0002-8051-8453 http://lattes.cnpq.br/5055126579468463 Ascari, Rubia Eliza de Oliveira Schultz https://orcid.org/0000-0002-0954-5547 http://lattes.cnpq.br/8086913547704538 Paralisia cerebral Pessoas com deficiência - Meios de comunicação Esportes para pessoas com deficiência Visão computacional Cerebral palsy People with disabilities - Means of communication Sports for people with disabilities Computer vision CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL Engenharia Biomédica Boccia (BO) is an important sport in the social life of its athletes who are people with severe physical disabilities in all four limbs. However, social interaction and communication are flawed in some people with cerebral palsy. In this sport, athletes with communication difficulties can produce a lower sporting performance during a game, because they are not able to convey their thoughts and needs clearly and objectively. When a communication device is used to overcome this difficulty, the quality of life, as well as autonomy and social relationships are improved. From the need to increase communication routes during a BO game, the use of a non-invasive computer system is proposed to establish communication, according to the most frequent phrases used by BO athletes. Evaluate the use of a computational system called PGCA by athletes with communication difficulties during game tasks, was the aim of this research. The study was divided into two phases and included the participation of 27 BO athletes. In Phase 1, 25 athletes participated, who responded to an online form, with the aim of investigating the frequency of use of 68 phrases used by them to communicate in a game. In Phase 2, five athletes participated, among which three also participated in Phase 1. Phase 2 was performed in person and dealt with the individual customization of the PGCA system, using the phrases found in Phase 1, in situations BO game simulations. Data show that the most frequent phrases for this sample of BO athletes are the greeting and farewell phrases, used in the three dialogue groups (referees, colleagues and opponents) and some discussion phrases related to the game. It is important to highlight that all the phrases used in this work (68), somehow, were already used by the investigated athletes. In Phase 2, the PGCA system was individually customized for each athlete and an image was generated for each gesture chosen by them, considering the speed of this gesture and the body segment used for its execution. In the final stage of the research, effectiveness had a median of 22% in the recognition of gestures produced by athletes and efficiency around 12.80s for the system to recognize gestures and pronounce the corresponding phrase. The PGCA system was designed for people who have communication difficulties, such as the sample from Phase 2. According to the results found in terms of usability, the PGCA system was considered a promising system to help BO athletes. Evidence indicates that it is possible to facilitate the communication of BO athletes during a game, offering a greater amount of phrases to be said by the athletes, in addition to the signs and codes already used. The results show that for athletes with greater motor impairment, a differentiation in the methodology is necessary, só that the system has a more effective recognition of the motor gesture. BO is an important sport and enabling such athletes to improve their communication means enabling concrete improvements in the athlete’s ability to win. The results indicate that the PGCA system has good usability for the study context, thus favoring the active participation with greater autonomy of the athletes and also providing new accessibility experiences. Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A Bocha Paralímpica (BP) é um esporte importante na vida social de seus atletas que são pessoas com deficiência física severa nos quatro membros. Porém, o convívio social e a comunicação são falhos em algumas pessoas com paralisia cerebral. Neste esporte, os atletas com dificuldades na comunicação podem produzir um desempenho esportivo menor durante um jogo, por não conseguirem transmitir suas ideias e necessidades de forma clara e objetiva. Quando se utiliza um dispositivo de comunicação para suprir esta dificuldade, a qualidade de vida, bem como a autonomia e as relações sociais, são melhoradas. A partir da necessidade de aumentar as vias de comunicação durante um jogo de BP, propõe-se o uso de um sistema computacional não invasivo para estabelecer a comunicação, de acordo com as frases mais frequentes utilizadas pelos atletas de BP. Avaliar o uso de um sistema computacional denominado PGCA por atletas com dificuldades de comunicação, durante tarefas do jogo, foi o objetivo deste estudo. O estudo foi dividido em duas fases e contou com a participação de 27 atletas de BP. Na Fase 1, participaram 25 atletas, que responderam a um formulário on-line, com o objetivo de investigar a frequência de uso de 68 frases utilizadas por eles para se comunicar em um jogo. Na Fase 2, participaram cinco atletas, dentre os quais três também participaram da Fase 1. A Fase 2 foi executada de forma presencial e tratou-se da customização individualizada do sistema PGCA, a partir da utilização das frases, encontradas na Fase 1, em situações simuladas de jogo de BP. Os dados mostram que as frases mais frequentes para esta amostra de atletas de BP são as frases de saudação e despedida, utilizadas nos três grupos de diálogo (árbitros, colegas e adversários) e algumas frases de discussão relacionadas ao jogo. É importante destacar que todas as frases utilizadas neste trabalho (68), de alguma maneira já foram utilizadas pelos atletas investigados. Na Fase 2, o sistema PGCA foi customizado individualmente para cada atleta e gerou-se uma imagem para cada gesto escolhido por eles, considerando a velocidade deste gesto e o segmento corporal utilizado para a sua execução. Na etapa final da pesquisa, a eficácia obteve uma mediana de 22% no reconhecimento do gesto produzido pelos atletas e a eficiência em torno de 12,80s para que o sistema reconhecesse os gestos e pronunciasse a frase correspondente. O sistema PGCA foi concebido para as pessoas que possuem dificuldades na comunicação, tal como a amostra da Fase 2. De acordo com os resultados encontrados em termos de usabilidade, o sistema PGCA foi considerado um sistema promissor em auxiliar os atletas de BP. As evidências indicam que é possível facilitar a comunicação de atletas de BP durante um jogo, oferecendo uma maior quantidade de frases para serem ditas pelos atletas, além dos sinais e códigos já utilizados. Os resultados evidenciam que para atletas com maior comprometimento motor, é necessária uma diferenciação na metodologia, para que o sistema tenha um reconhecimento mais efetivo do gesto motor. A bocha paralímpica é uma modalidade esportiva importante e possibilitar a tais atletas melhorias na sua comunicação, significa possibilitar melhorias concretas na possibilidade do atleta vencer. Os resultados indicam que o sistema PGCA possui boa usabilidade para o contexto do estudo, desta forma, favorecendo a participação ativa com maior autonomia dos atletas e fornecendo também novas experiências de acessibilidade. 2021-12-21T17:57:54Z 2021-12-21T17:57:54Z 2021-10-29 masterThesis CIESIELSKI JUNIOR, Darlan Franca. O uso da visão computacional na comunicação de atletas de bocha paralímpica com paralisia cerebral. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26809 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	Boccia (BO) is an important sport in the social life of its athletes who are people with severe physical disabilities in all four limbs. However, social interaction and communication are flawed in some people with cerebral palsy. In this sport, athletes with communication difficulties can produce a lower sporting performance during a game, because they are not able to convey their thoughts and needs clearly and objectively. When a communication device is used to overcome this difficulty, the quality of life, as well as autonomy and social relationships are improved. From the need to increase communication routes during a BO game, the use of a non-invasive computer system is proposed to establish communication, according to the most frequent phrases used by BO athletes. Evaluate the use of a computational system called PGCA by athletes with communication difficulties during game tasks, was the aim of this research. The study was divided into two phases and included the participation of 27 BO athletes. In Phase 1, 25 athletes participated, who responded to an online form, with the aim of investigating the frequency of use of 68 phrases used by them to communicate in a game. In Phase 2, five athletes participated, among which three also participated in Phase 1. Phase 2 was performed in person and dealt with the individual customization of the PGCA system, using the phrases found in Phase 1, in situations BO game simulations. Data show that the most frequent phrases for this sample of BO athletes are the greeting and farewell phrases, used in the three dialogue groups (referees, colleagues and opponents) and some discussion phrases related to the game. It is important to highlight that all the phrases used in this work (68), somehow, were already used by the investigated athletes. In Phase 2, the PGCA system was individually customized for each athlete and an image was generated for each gesture chosen by them, considering the speed of this gesture and the body segment used for its execution. In the final stage of the research, effectiveness had a median of 22% in the recognition of gestures produced by athletes and efficiency around 12.80s for the system to recognize gestures and pronounce the corresponding phrase. The PGCA system was designed for people who have communication difficulties, such as the sample from Phase 2. According to the results found in terms of usability, the PGCA system was considered a promising system to help BO athletes. Evidence indicates that it is possible to facilitate the communication of BO athletes during a game, offering a greater amount of phrases to be said by the athletes, in addition to the signs and codes already used. The results show that for athletes with greater motor impairment, a differentiation in the methodology is necessary, só that the system has a more effective recognition of the motor gesture. BO is an important sport and enabling such athletes to improve their communication means enabling concrete improvements in the athlete’s ability to win. The results indicate that the PGCA system has good usability for the study context, thus favoring the active participation with greater autonomy of the athletes and also providing new accessibility experiences.
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O uso da visão computacional na comunicação de atletas de bocha paralímpica com paralisia cerebral

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