INTRODUÇÃO

Quando uma pessoa tem a mobilidade do joelho comprometida, um dos maiores desafios é permitir que ela ande de forma natural e confortável novamente. Uma prótese de joelho não é apenas uma “peça mecânica”: ela precisa imitar seu movimento complexo, suportar cargas do corpo, permitir estabilidade e ainda ser leve para reduzir o esforço do usuário ao caminhar. O avanço na tecnologia e simulação computacional tem permitido que engenheiros desenvolvam joelhos prostéticos cada vez melhores, antes mesmo de produzir uma peça física. 

Histórico e evolução das próteses protéticas

Originalmente, próteses de joelho eram simples, com um único eixo de movimento que auxiliava amputados a andar, porém exigia um padrão de marcha não natural e estava longe da funcionalidade de um joelho humano real. Com o tempo, desenvolveu-se o joelho policêntrico, que melhora a estabilidade e a amplitude de movimento, mas tende a ser mais complexo e pesado. Hoje, materiais modernos como plásticos reforçados, alumínio, fibra de carbono e titânio tornam esses mecanismos funcionais e leves.

Atualmente, há próteses dotadas de motores, atuadores hidráulicos ou pneumáticos e microprocessadores, capazes de coletar dados do padrão de marcha do usuário e ajustar automaticamente o movimento, tornando a experiência de caminhar mais natural e eficiente. 

Simulação multicorpos e sua importância

Uma das ferramentas mais poderosas para desenvolver esses sistemas é a simulação de dinâmica multicorpos (MBD, Multi Body Dynamics). Com ela, é possível criar um modelo virtual de prótese de joelho e simular diferentes tipos de marcha ou atividades, como subir escadas ou caminhar em terrenos variados. Isso permite testar algoritmos de controle e avaliar o desempenho do projeto sem risco para o usuário e antes da construção de protótipos físicos. 

Como o Inspire Motion é usado no design

O software Altair Inspire Motion facilita a criação do modelo de prótese de joelho e lidera diversas etapas de desenvolvimento, como a importação e criação de geometria do joelho no ambiente virtual; fixação do modelo e definição de partes rígidas que não têm movimento relativo entre si; detecção automática de  juntas e articulações com ferramentas inteligentes; criação de atuadores para definir como o joelho se move sob cargas do corpo durante a marcha; e simulação de análises de movimento para verificar como o sistema se comporta.