Dirigir e navegar cadeiras de rodas manuais nas calçadas custa muita energia aos cadeirantes e sobrecarrega as articulações. Dois funcionários da ETH descobriram uma solução simples e brilhante que agora estão desenvolvendo para trazer ao mercado.
O que uma cadeira de rodas e um carrinho de compras têm em comum? As pequenas rodas dianteiras de ambos são móveis livremente para tornar o veículo o mais ágil possível. No entanto, as rodas que podem girar livremente têm uma desvantagem: se, por exemplo, o solo inclinar-se lateralmente, é difícil dirigir em linha reta. Se você já empurrou um carrinho de compras cheio pela calçada, sabe como isso é árduo: o carrinho se afasta para o lado e você precisa constantemente usar sua força para conduzi-lo de volta.
O mesmo acontece com as pessoas que viajam em cadeiras de rodas manuais: elas precisam constantemente corrigir a direção na calçada para poder seguir em frente e não acabar na estrada. Enquanto uma mão é usada para acelerar o veículo, a outra deve frear e dirigir na direção oposta. Isso não é apenas exaustivo, mas também sobrecarrega as articulações.
Encosto como volante
Não precisa ser assim, pensaram Reto Togni e Stefan Villiger, ambos assistentes de pesquisa do Laboratório de Biomecânica do Movimento da ETH Zurique. Eles desenvolveram uma cadeira de rodas com encosto móvel. Isto está diretamente conectado às rodas dianteiras e, portanto, dirige todo o veículo. Todo o processo é puramente mecânico: quando o usuário se inclina para a direita, a cadeira de rodas se move para a direita, e quando ele se inclina para a esquerda, ela se move para a esquerda. “Isso economiza muita energia e torna desnecessária a frenagem nas calçadas e nas curvas”, diz Togni.
Mais rápido com menos energia
Os testes no estacionamento subterrâneo do campus Hönggerberg que Togni realizou como parte de seu projeto de doutorado na ETH Zurique mostram como é necessária muito menos energia para dirigir com o encosto. Para isso, 29 participantes do teste completaram seis vezes consecutivas uma pista de obstáculos: uma trajetória reta com inclinação lateral de cinco graus, curvas de 180 graus e uma pista de slalom. Os participantes do teste começaram com uma cadeira de rodas convencional e depois experimentaram o protótipo com encosto móvel. Em ambos os modelos, sensores nas grandes rodas motrizes registaram quanta energia os participantes do teste usaram para dirigir e navegar.
“Já ficou claro na primeira rodada que os participantes do teste precisavam de muito menos energia para dirigir com o encosto”, diz Togni. O próprio co-desenvolvedor Villiger participou e confirma: “Ao viajar com o protótipo ao longo da inclinação reta, não precisei corrigir a direção com a mão nenhuma vez. E também foi muito mais fácil avançar na curva. Com o cadeira de rodas convencional, eu freava e impulsionava constantemente ao mesmo tempo.” Isto também é mostrado nas avaliações (ver diagrama).
Embora os participantes do teste precisassem de menos energia para avançar com cadeiras de rodas com encosto direcionado, eles viajaram mais rápido do que quando usavam cadeiras de rodas convencionais. Isto surpreendeu até os pesquisadores: “Normalmente, quanto mais rápido você viaja, mais energia você precisa”, diz Togni.
Alívio para as articulações
Dirigir com o encosto não só reduz o gasto de energia, mas também poupa os ombros, braços e mãos dos cadeirantes, que frequentemente desenvolvem problemas nos ombros ao longo dos anos.
E, de acordo com os dois investigadores, há também outros benefícios para a saúde: os movimentos corporais suaves necessários para a direção também estimulam o fluxo sanguíneo e podem proporcionar alívio contra dores nas costas e indigestão. Além disso, a mudança de peso alivia o fundo e pode ajudar a prevenir marcas de pressão.
Outra vantagem é que você pode navegar com uma mão e ter a outra livre para transportar coisas de um lugar para outro – seja um guarda-chuva, um celular ou um café.
No entanto, este novo tipo de direção também tem uma desvantagem: girar no local e movimentar-se em espaços pequenos não é tão fácil como numa cadeira de rodas convencional. É por esta razão que o protótipo possui uma alavanca lateral que liga e desliga a direção através do encosto. A cadeira de rodas pode então ser dirigida de forma familiar através das grandes rodas motrizes.
Inspirado no skate
Togni teve a ideia da direção do encosto em 2017, durante seu mestrado em Engenharia de Design de Inovação. “Conversei com pessoas com deficiência sobre seus produtos assistivos e ouvi o desejo de equipamentos analógicos com melhor funcionamento”, diz Togni. Uma senhora, por exemplo, mencionou como seria bom se, como cadeirante, ela pudesse sentar-se e aproveitar o passeio. Outra pessoa explicou como foi frustrante ser ultrapassado por um skatista. “Certamente também deve ser possível dirigir uma cadeira de rodas deslocando o peso”, pensou Togni e começou a mexer.
“Ainda há momentos em que ficamos praticamente maravilhados com a simplicidade da nossa ideia – e as muitas vantagens que ela oferece.”
Ele construiu seu primeiro protótipo em 2017 enquanto estudava para seu mestrado em Londres. Togni desenvolveu ainda mais sua tecnologia durante seus estudos de doutorado subsequentes no Laboratório de Biomecânica do Movimento da ETH Zurique e demonstrou em estudos de laboratório como sua direção funciona de uma perspectiva biomecânica e para quem ela é adequada.
Stefan Villiger estudou engenharia mecânica na ETH Zurique. Ele conheceu o projeto da cadeira de rodas em uma apresentação interna. “Fiquei fascinado por esta solução simples, mas muito elegante”, diz Villiger. Ele contatou Togni para sua tese de mestrado. Desde então, eles desenvolveram vários protótipos juntos.
Apoiados por uma bolsa ETH Pioneer Fellowship, os dois funcionários da ETH agora têm tempo para otimizar sua tecnologia e trazê-la ao mercado. Para isso, em breve fundarão a start-up Versive.
Por que só agora?
Até agora, mais de 50 utilizadores de cadeiras de rodas testaram a direção do encosto e muitos ficaram impressionados com ela. “Um participante do teste disse que foi a maior melhoria para usuários de cadeiras de rodas desde a invenção da roda”, diz Togni. A paraplégica Ursula Memmishofer, que pode ser vista neste vídeo como participante de um teste há alguns anos, usa uma cadeira de rodas Versive há seis meses e não deseja mais se desfazer dela.
Seja carro, navio ou kart: quase todos os meios de transporte têm volante, sublinha Togni. “Se pensarmos também numa cadeira de rodas como meio de transporte, então faz sentido que esta também tenha uma.”
Por que ninguém teve antes dos dois a ideia de usar o encosto para dirigir? “Isso também é algo que estamos nos perguntando”, diz Togni. Togni suspeita que a razão pela qual as cadeiras de rodas mal se desenvolveram é porque não se afastaram suficientemente do seu propósito original. “A cadeira de rodas tem servido desde o ano passado ao pessoal de enfermagem e de lares de idosos como um dispositivo para transportar pessoas doentes e deficientes e até agora tem sido vista muito pouco do ponto de vista do usuário.”
Ideia simples, implementação difícil
A tecnologia de direção está bem avançada e funciona – e a patente foi garantida. O desafio agora é produzir e distribuir cadeiras de rodas inteiras.
Isto não se deve tanto aos componentes, pois estes compreendem “peças simples e baratas do tipo também necessário, por exemplo, para bicicletas”. O desafio é o ajuste aos usuários individuais. “Para que o seguro de invalidez suíço financie uma cadeira de rodas, é necessário garantir que esta seja altamente ajustável aos utilizadores individuais”, acrescenta Togni: “Uma cadeira de rodas de gama média pode ser montada de centenas de milhares de maneiras diferentes. um fabricante de cadeiras de rodas contém, portanto, por si só, mais de 100 páginas.” E Villiger acrescenta: “Precisamos descobrir como podemos tornar o ajuste das cadeiras de rodas o mais eficiente possível, mas ao mesmo tempo altamente personalizável”.
Antes de poderem lançar o seu produto no mercado, precisam de esclarecer algumas questões fundamentais com os prestadores de seguros, como o seguro de invalidez suíço e o Suva. “Atualmente só conseguimos produzir cadeiras de rodas para quem paga por conta própria”, diz Togni.
Os dois funcionários da ETH também consideraram oferecer sua tecnologia de encosto para outros fabricantes como acessório. Mas isso teria sido muito complicado. “A introdução de um novo acessório teria implicado um certificado de compatibilidade separado para cada fabricante individual de cadeiras de rodas”, diz Togni.
“Venda como um brinquedo”
Togni e Villiger desejam estar no mercado suíço com suas cadeiras de rodas e ser reconhecidos pelas seguradoras até meados de 2027.
Eles estão atualmente em processo de obtenção de fundos para levar sua tecnologia ao mercado. Eles então desejam ampliar sua equipe. A longo prazo, a start-up procura acesso a hospitais e a alguém que seja capaz de ajustar as cadeiras de rodas individualmente aos utilizadores e que saiba lidar com regulamentos, testes e reembolsos.
Os dois recusam-se a ser dissuadidos pelo cepticismo que encontram no sector. Togni: “Temos números que provam que a nossa solução é muitas vezes mais eficiente. E temos participantes suficientes nos testes que afirmam preferir dirigir através do encosto.”
Um participante do teste até lhes deu a seguinte dica: “Se o seguro de invalidez suíço não quiser pagar, basta vendê-lo como um brinquedo. Seu veículo é definitivamente divertido de usar.”
Reto Togni e Stefan Villiger darão uma visão de suas pesquisas no estande da ETH Entrepreneurship durante o ETH Industry Day @ Open-i no Centro de Convenções de Zurique em 21 de novembro de 2024.
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Corinne Landolt