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Título: Simulação analítica da deformação de superfícies com realismo : estudo de caso do olho humano
Autor(es): Silva, Edivaldo José da
Orientador(es): Costa, Ivan Ferreira da
Assunto: Realidade virtual
Simulação
Procedimentos cirúrgicos
Data de publicação: 24-Jan-2018
Referência: SILVA, Edivaldo José da. Simulação analítica da deformação de superfícies com realismo: estudo de caso do olho humano. 2017. 84 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)–Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: Este trabalho apresenta a simulação analítica utilizada para deformação de superfícies esféricas preenchidas com líquido em seu interior com realismo físico. A solução analítica aqui desenvolvida garante o realismo físico e a preservação de volume em superfícies fechadas cheias de liquido. Implementamos esta solução analítica em realidade virtual que foi aplicada a um modelo tridimensional do olho humano. O modelo do olho é aproximado de uma superfície fechada cheia de líquido e com volume constante. Através da utilização de ambiente virtual, deformamos a superfície do olho, com a simulação, visualização e interação tátil tridimensional. A simulação consiste na aplicação de força sobre a superfície do olho, que por sua vez pode ser manipulado e deformado com a utilização de uma plataforma gráfica. Já as imagens serão geradas por meio da utilização de um monitor de computador, com isso, obtemos sensações visuais. O retorno de força (sensações táteis) em tempo real é obtido por meio da manipulação do dispositivo háptico virtual. O presente trabalho de mestrado está em consonância com uma tendência mundial que é a busca de ferramentas eficientes com uso de simuladores para a educação, aperfeiçoamento, treinamento médico, processos de tomada de decisão em pré-cirurgias e cirurgias guiadas por imagem. Podemos a partir desse trabalho, como aplicação futura, desenvolver simuladores com execução em tempo real aceitável, uma vez que o modelo apresentado demonstra-se eficiente para aplicações médicas e biológicas utilizando a tecnologia de realidade virtual com a finalidade de ensino em procedimentos cirúrgicos e de diagnóstico de patologias.
Abstract: This work focuses on the analytical solution for presentation filled spherical surfaces with or without liquid. The analytical solution developed here guarantees physical realism and the preservation of volume on closed surfaces filled with liquid. We implemented this virtual reality analytical solution that was applied to a three-dimensional model of the human eye. The model of the eye is approximated to a closed surface filled with liquid and with a constant volume. Through the use of virtual environment, we deform the surface of the eye, with simulation, visualization and tactile three-dimensional interaction. The simulation consists of the application of force on the surface of the eye, which in turn can be manipulated and deformed using a graphic platform. The images will be generated through the use of a computer monitor, with this, we obtain visual and tactile sensations. The real-time force return is obtained through the manipulation of the virtual haptic device. This project is in line with a global trend that is the search for effective tools to use simulators for education, improvement and medical training, decision-making processes in pre-surgeries and imageguided surgeries. From this work, as a future application, we can develop simulators with acceptable real-time execution, since the model presented is efficient for medical and biological applications using virtual reality technology for the purpose of teaching surgical procedures and diagnosis of pathologies.
Resumen: Este trabajo presenta la simulación analítica utilizada para deformación de superficies esféricas rellenadas con líquido en su interior con realismo físico. La solución analítica aquí desarrollada garantiza el realismo físico y la preservación de volumen en superficies cerradas llenas de líquido. Hemos implementado esta solución analítica en realidad virtual que se ha aplicado a un modelo tridimensional del ojo humano. El modelo del ojo es aproximado a una superficie cerrada llena de líquido y con volumen constante. A través del uso de ambiente virtual, deformamos la superficie del ojo, con la simulación, visualización e interacción táctil tridimensional. La simulación consiste en la aplicación de fuerza sobre la superficie del ojo, que a su vez puede ser manipulada y deformada con la utilización de una plataforma gráfica. Las imágenes se generarán mediante el uso de un monitor de ordenador, con lo que obtenemos sensaciones visuales. El retorno de fuerza (sensaciones táctiles) en tiempo real se obtiene por medio de la manipulación del dispositivo háptico virtual. El presente trabajo de maestría está en consonancia con una tendencia mundial que es la búsqueda de herramientas eficientes con uso de simuladores para la educación, perfeccionamiento, entrenamiento médico, procesos de toma de decisión en precirugía y cirugías guiadas por imagen. Podemos a partir de ese trabajo, como aplicación futura, desarrollar simuladores con ejecución en tiempo real aceptable, una vez que el modelo presentado se demuestra eficientemente para aplicaciones médicas y biológicas utilizando la tecnología de realidad virtual con la finalidad de enseñanza en procedimientos quirúrgicos y de diagnóstico de patologías.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2017.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Aparece nas coleções:FUP - Mestrado em Ciência de Materiais

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