Setor tecnológico da invenção

[001] De uma maneira geral a presente patente de invenção pertence ao setor de pesquisa em espectrometria de massas aplicada, e se refere, mais especificamente, a um equipamento e método que têm a finalidade de avaliar e medir o equilíbrio de um indivíduo e determinar o índice de fadiga e sonolência, e de enviar e armazenar as informações através da WEB, aplicativos de internet ou no próprio computador.

Estado da técnica

[002] A restrição de sono é uma condição comumente observada em trabalhadores por turnos e está altamente relacionada aos acidentes ocupacionais. Van Dongen et al. (2003) observaram que o desempenho cognitivo piora e se acumula com restrição crônica de sono, ou seja, quanto menor o tempo de sono, maior é o número de erros e lapsos de atenção.

[003] Dawson e Reid (1997), observaram que indivíduos acordados por mais de 17 horas apresentaram prejuízo cognitivo semelhante a quem ingeriu bebida alcóolica. Ou seja, 19 horas sem dormir, assemelha-se a ingestão de 6 copos de cerveja e 3 copos de vinho ou 24 horas sem dormir iguala-se a 6 copos de cerveja e 3 copos de vinho para um homem de 90 kg.

[004] A causas de sonolência principalmente de motoristas e trabalhadores que atuam no período noturno e por turnos, tem origem em fadiga física e mental, privação ou restrição do sono, devido ao tempo de muitas horas acordado, passando a ter situações de monotonia, homeostasia corpórea por diminuição da temperatura central, associados as outros fatores.

[005] Através de estudos sobre o sono e ritmos circadianos, determinou-se que as condições em um indivíduo está mais sujeito a dormir, ou ficar fadigado, de forma que estas informações sejam tratadas e informadas através de um sistema de dados, para evitar que o indivíduo, motorista ou o trabalhador que atua no período noturno e por turnos, percam a atenção durante o horário de trabalho.

[006] Em um estudo dos pesquisadores desta invenção “Robust evaluation of time since awakening using force platform posturography” (2014), concluiu-se que longos períodos de vigília aumentam a oscilação postural. Isto evidencia que a restrição de sono influencia negativamente nas capacidades física e cognitiva.

[007] Existem diversos artigos científicos que correlacionam positivamente o déficit cognitivo com o equilíbrio postural, ou seja, prejuízos psicomotores são detectados por ferramentas simples e de fácil aplicação. Por exemplo, Morad et. al (2007) sugeriram que a fadiga causada pela privação do sono pode ser avaliada objetivamente por meio de um teste postural rápido e não invasivo. Esses autores concluíram que o equilíbrio postural pode ser usado como uma ferramenta de triagem eficiente para detecção do tempo acordado e da fadiga. Neste mesmo raciocínio, em outro estudo dos pesquisadores da invenção “Effects of Shift Work on the Postural and Psychomotor Performance of Night Workers” (2016), mostraram que o trabalho noturno per se prejudica o equilíbrio postural e reduz o desempenho em tarefas de vigilância, concentração e atenção, demonstrando que simples tarefas, como se manter de pé por 30 segundos, são capazes de inferir o desempenho dos trabalhadores.

[008] Outros autores, já validaram positivamente os resultados de testes de equilíbrio utilizando uma plataforma de força com um sistema fixo na cintura, e concluíram que os resultados são semelhantes e com alta confiabilidade e reprodutibilidade (Mayagoitia et. al, 2002; Johnson e Trivedi, 2011 ).

[009] Algumas invenções reveladas por documentos de patentes proporcionam possíveis soluções para os problemas técnicos outrora expostos, como o n ^e BR 102013012519-9 publicado em 21/05/2013, que apresenta um processo de gerenciamento de sono em banco/assento e cabine de veículo com meios de alerta, com o objetivo de prover por meios de coleta e tratamento de dados para monitoramento de suas condições de sonolência através de uma plataforma física.

[010] O documento de patente n° BR 112015032507-6 publicado em 26/06/2014, descreve um método para derivar pontuação de fadiga, indicativa de um estado de sonolência, que mede uma pluralidade de sinais e deriva uma pontuação de um modo ponderado e personalizado.

[011] E o documento n° BR 112016011763-8 publicado em 27/11/2014, dispõe de dispositivo, sistema e método de monitoramento do sono para monitorar os estado de sono do ser humano, configurado para receber dados de movimento em repouso, e determinar dados de batimento cardíaco, dados de respiração, bem como atividade física.

[012] Ainda assim, tais soluções não contornam os problemas dos indivíduos aqui descritos. Diante disso, torna-se evidente que há correlação entre a oscilação postural e o desempenho psicomotor, justificando cientificamente a viabilidade de métodos que avaliam o equilíbrio postural para predizer a fadiga e evitar erros de atenção e acidentes ocupacionais. Espera-se que com uma gestão de fadiga, coerente e adequada os trabalhadores possam ter maior disposição, menor risco para o acidente e que utilizem suas potencialidades para maximizar sua produtividade e desempenho no trabalho e não fiquem presos a sistemas ortodoxos que não dinamizam e potencializam suas capacidades físicas e mentais.

Novidades e objetivos da invenção

[013] O equipamento é conectado a um aparelho celular (via aplicativo), e foi desenvolvido para avaliar o equilíbrio, fadiga física e sonolência de um ser humano, tendo a finalidade de enviar os dados coletados para a nuvem, que efetua os cálculos da fadiga e sonolência, e retorna para o usuário ou cliente com os dados obtidos, seja via aplicativo ou portal Web, acessando em seu próprio computador. [014] O equipamento apresenta vantagens como calcular o nível de fadiga do trabalhador através de ações proativas, preditivas e de gestão constante de indicadores; enviar resultados via SMS para o trabalhador informando seu nível atual de fadiga; disponibilizar dicas por meio de mensagens de como minimizar a fadiga; monitorar o nível de fadiga do motorista para acompanhamento “online” via site/via e- mail ou SMS do gerente/supervisor e poder ser integrado a outras plataformas físicas.

Descrição dos desenhos anexos

[015] A fim de que o presente invento seja plenamente compreendido e levado à prática por qualquer técnico deste setor tecnológico, o mesmo será descrito de forma clara, concisa e suficiente, tendo como base os desenhos anexos, que a ilustram e subsidiam abaixo listados:

Figura 1 representa uma vista frontal do equipamento;

Figura 2 representa uma vista lateral do equipamento;

Figura 3 representa uma vista frontal e posterior do colete ajustável com o equipamento;

Figura 4 representa uma vista frontal e posterior da cinta elástica ajustável com o equipamento;

Figura 5 representa o gráfico emitido no portal Web das informações de fadiga ao decorrer do tempo dos trabalhadores;

Figura 6 representa o gráfico de informações dos trabalhadores, mais especificamente quanto a projeção do índice de fadiga ao decorrer do tempo;

Figura 7 representa o esquema de procedimento de avaliação dos indivíduos;

Descrição detalhada da invenção

[016] Conforme as Figuras 1 e 2, o equipamento para avaliar e medir o equilíbrio, fadiga e sonolência, objeto desta patente de invenção, é um dispositivo para ser utilizado na cintura, mais especificamente na coluna lombar para medição basal, que é composto de uma caixa (1 ) em material polimérico, dotada de visor eletrônico (2), botão (3) liga/desliga, entrada (4) para conexão USB, afixado a uma placa de circuito eletrônico (5) e tiras elásticas (6), que é operado por meio de um aplicativo, com comunicação Bluetooth. O referido botão (3) é baseado no funcionamento de um interruptor, com precisão de toque leve e sem dureza e a dita entrada (4) para carregamento é formada por rasgo oblongo na lateral da base da caixa (1 ) e é projetada para ser uma entrada fixa e com encaixe mais firme, obtendo maior proteção da entrada de conexão para carregamento, diminuindo o risco de ter desencaixe de peças.

[017] Para montagem, o sensor e os terminais são soldados a 90° na placa (5); após, o visor (2) é colado a caixa (1 ) e reforçado por elementos de fixação; encaixa-se o botão (3) na lateral da dita caixa (1 ), e por conseguinte, a placa (5) é montada também por meio de fita de colagem, seguida do anexo da bateria. Em seguida, a caixa (1 ) que é formada por um case base que recebe os componentes e tampa de acoplamento, após os cabos com seus conectores serem ligados a placa (5), é então fechada e o equipamento encontra-se pronto para uso.

[018] Conforme as Figuras 3 e 4, o equipamento pode ser aplicado junto a cintura por meio de colete ajustável por ganchos plásticos (7) e bolso para colocação (8) ou por cinta elástica com botão de pressão ajustável ao formato do corpo (9) e bolso para colocação do aparelho (8).

[019] O equipamento coleta a oscilação postural nos eixos X, Y e Z, e armazena os dados em um cartão de memória e envia, via conexão com celular para a nuvem onde é feito o cálculo do estado de fadiga e tempo acordado. Em conjunto, realiza-se a leitura basal, que é uma coleta igual a feita habitualmente, no entanto, durante 3 dias, fazendo 3 a 5 coletas por dia, em até 2 horas que o usuário acordou. É denominada basal porque analisa-se dado com avaliado descansado e com no máximo 2 horas acordado. Estas coletas basais (usuário descansado) é que são o padrão para comparação com as demais avaliações que virão em outros dias e horários. [020] A segurança da informação é garantida pelo servidor, que armazena os dados processados a partir dos dados brutos gerados pelo equipamento, que são protegidos pelo controle de acesso implementados nos níveis superiores do sistema, onde a segurança no nível do hardware deve ser garantida pelo indivíduo que tem acesso físico ao produto, e os dados brutos são armazenados em cartão de memória embarcado no hardware, e também são armazenados no servidor quando enviado para processamento.

[021] Existem várias formas de avaliar e observar o comportamento humano, quanto ao aspecto fadiga. Optou-se por desenvolver e aprimorar as avaliações que abordem o perfil biológico e comportamental dos trabalhadores, por aplicação de questionários; a avaliação do perfil genético, quanto a característica genética do trabalhador; e a avaliação da fadiga, utilizando aplicativos, portal Web e o presente equipamento. Os instrumentos relacionados a questionários estão amplamente validados na literatura, por meio de diversas publicações cientificas. No entanto, busca-se executar a correção automática destes questionários, facilitando, desta forma, sua aplicação, correção, tempo de processamento e número de pessoas envolvidas nesta avaliação, contribuindo com os custos para a empresa em relação a recursos humanos. O desenvolvimento de aplicativos e portal Web traz facilidade, praticidade e rapidez nas avaliações que se propõe a realizar.

[022] Estas avaliações e medições periódicas, visam permitir ou não que o indivíduo inicie sua jornada de trabalho, e que durante esta jornada, que o mesmo a partir dos dados disponíveis, haja com segurança principalmente em sua rotina, como por exemplo no transporte de pessoas ou cargas no caso de motoristas.

Exemplo de aplicação do equipamento

[023] Pode-se implantar o equipamento para trabalhadores que atuam na condução de veículos automotores de carga, visando à melhoria na gestão da saúde e da segurança ocupacional. [024] Fornece-se a empresa contratante, em regime de comodato, o equipamento, aparelho celular, chip de transmissão de dados e licenças de uso de software. O sistema de alerta e prontidão ao trabalho é aplicável para todos os empregados que desempenhem atividades críticas/especiais, notadamente a condução de veículos automotores leves e pesados, e para todos os outros trabalhadores que atuam em áreas críticas e com jornadas de trabalho noturnas e por turno.

[025] É utilizado um sistema de gerenciamento na web, incluindo permissões de acesso, validados pelas equipes de Tecnologia da Informação (TI). Este sistema, tem como objetivo predizer a fadiga real, no momento da entrada para a jornada de trabalho e efetuar um cálculo com um algoritmo, já validado, para predizer a fadiga até o final da jornada de trabalho.

[026] O monitoramento da fadiga consiste na interface de dois equipamentos o aplicativo ou portal Web e o equipamento.

[027] No portal web os gestores terão acesso as informações dos trabalhadores (escala de trabalho, nível de fadiga atual, históricos), emissão de relatórios, alteração e inclusão de cadastros, conforme ilustra a Figura 5.

[028] As principais funcionalidades do portal Web são:

Controle de acesso ao sistema em autenticação e autorização do usuário;

Cadastramento dos dados dos clientes, bem como suas respectivas parametrizações;

Cadastramento dos dados dos usuários/trabalhadores, bem como suas respectivas características;

Preenchimento do questionário no início da jornada de trabalho;

Gráficos de projeção de fadiga;

Notificações/Alertas;

Painel de Controle. [029] O aplicativo para celular tem função de analisar e projetar o nível de fadiga do trabalhador durante a jornada de trabalho. O trabalhador faz o cadastro preenchendo informações pessoais como por exemplo, idade, estado civil e perfil de sono. Para a avaliação de fadiga, o usuário insere informações sobre a jornada de trabalho, executa a avaliação no equipamento e o aplicativo apresenta o escore de fadiga atual e projeções do risco de fadiga (escores) por meio de gráficos, evidenciando o momento crítico para a execução das atividades laborais, conforme ilustra a Figura 6. Este sistema, caso seja opção do cliente utilizar, deverá ser instalado nos celulares dos colaboradores.

[030] Este sistema e avaliação fornece um escore, que é classificado em:

Fadiga normal (escore até 5);

Fadiga moderada (escore entre: 5,01 e 9,0);

Fadiga elevada (escore entre 9,01 e 12,0);

Fadiga extrema (escore superior a 12,01 ).

[031] A empresa/cliente que determinará o ponto máximo aceitável para a fadiga de seus colaboradores, e desta forma, durante o cadastro da empresa no sistema a mesma devera inserir o escore máximo permitido.

[032] Ao decorrer do período de jornada, é fornecido especificações e notificações online do nível de fadiga predito, para cada colaborador, e também poderá ser implementado, a critério da empresa, outras informações como:

Por colaborador:

Escore médio de fadiga no início da jornada de trabalho; *

Escore médio de fadiga ao final da jornada de trabalho; *

Escore médio de fadiga durante a jornada de trabalho; *

Tempo total, estimado, acordado antes da jornada de trabalho; *

Tempo total, estimado, acordado ao final da jornada de trabalho; * Entre outras implementações que podem ser analisadas, em orçamento a ser definido posteriormente e não constante na proposta comercial que será encaminhada conjuntamente com esta proposta técnica.

Análise global de todos os colaboradores:

Escore médio de fadiga no início da jornada de trabalho; *

Escore médio de fadiga ao final da jornada de trabalho; *

Escore médio de fadiga durante a jornada de trabalho; *

Tempo total, estimado, acordado antes da jornada de trabalho; *

Tempo total, estimado, acordado ao final da jornada de trabalho; *

* Referente a todos os dias trabalhados anterior, em que foi efetuado a avaliação com o equipamento e aplicativo.

[033] A inserção de dados referente ao cadastro dos usuários pode ser realizada pelo aplicativo Mobile ou no portal Web. O cadastro abrange dados referentes ao aspecto geral do trabalhador, saúde, família e trabalho.

[034] O equipamento é projetado para ser utilizado na cintura na região lombar (Figuras 3 e 4). É composto por uma caixa (1 ) afixada a uma placa base (5) e tiras elásticas (6) e será fornecido para cada posto de trabalho.

[035] O equipamento deve ser utilizado somente no momento da avaliação de fadiga; por meio do equilíbrio, é capaz de inferir o nível de fadiga. Um indivíduo mais fadigado aumenta mais a oscilação corporal. São realizadas 5 avaliações testes em diferentes momentos da jornada de trabalho para o algoritmo identificar e determinar o padrão de oscilação individual para assim, inferir o nível de fadiga no momento da avaliação. O equipamento é colocado na cintura do avaliado para a coleta do nível de fadiga e prontidão para as atividades ocupacionais.

[036] Os trabalhadores, ao chegarem ao local de trabalho para iniciar a jornada de trabalho devem realizam a avalição no equipamento. Conforme a Figura 7, para acessar o aplicativo, os colaboradores devem fazer por meio de login e senha individual, cadastrados previamente. Após realização do cadastro o avaliado (colaborador/funcionário) deverá realizar, antecedendo 3 períodos de jornada de trabalho, de 3 a 5 avaliações basais em dias de jornadas de trabalho diferentes, com intervalo mínimo de 20h entre cada avaliação e após ter descansado o suficiente para sua recuperação (entre 7h e 9h de sono), preferencialmente sono no período noturno. Somente após as avaliações basais é que será liberado a coleta de dados para a avaliação da fadiga do trabalhador. Uma vez que o escore de fadiga é individual, a inteligência artificial terá como referência os dados coletados nas avaliações basais. É importante que as coletas basais ocorram em um prazo de até 2h após o colaborador ter acordado, para que o padrão e a referência sejam considerados com o trabalhador descansado. Caso sejam coletadas com um prazo maior, os escores de fadiga serão mitigados, pois terão uma comparação com um nível de fadiga maior que o nível basal. [037] O colaborador cadastrado deverá preencher dados sobre seu sono e a jornada de trabalho e, dar o comando para iniciar a avaliação de fadiga no equipamento. A avaliação tem duração de 60s (divididos em duas coletas de 30 segundos, simultâneas), o colaborador deve permanecer quieto em posição bipodal durante o período de avaliação. Ao final na tela do smartphone ou na Web será apresentado o escore de fadiga.

[038] Embora o equipamento avalie quantitativamente o nível de atenção do trabalhador, por sua vez permite inferir o estado de alerta e vigilância para desemprenhar as atividades laborais por meio do equilíbrio postural. Além disso, é um sistema capaz de predizer o nível de fadiga do colaborador em tempo real e por meio de score é possível classificar o trabalhador como apto ou não para iniciar a jornada de trabalho com segurança. Mas as ações a serem realizadas após o fornecimento do escore de fadiga, ao cliente, serão de sua responsabilidade. Para tanto, o mesmo deverá ter uma política de ação para atender os colaboradores que apresentarem um escore inadequado.

[039] Por meio do portal os gestores podem acessar as avalições de todo os trabalhadores avaliados. O sistema permite o monitoramento dos níveis de fadiga dos trabalhadores que estão em atividade, bem como o acesso dos históricos das projeções de fadiga. Além disso, no portal é possível adicionar ou remover usuários, adicionar ou remover jornadas de trabalho/turnos, emitir relatórios individuais e/ou grupo e cadastrar turnos e perfis de risco de trabalho.

[040] Por meio do portal, os gestores podem ter acesso exclusivo as informações de sua equipe como por exemplo usuários cadastrados, jornadas de trabalho e escores de fadiga. Isto favorece o feedback, a gestão das informações bem como as decisões assertivas visando em melhores resultados e operações mais seguras.

[041] No portal Web, os gestores são capazes de emitir relatórios gerais mensais (formato PDF ou Excel), a relação de trabalhadores avaliados, quantidade de avaliações realizadas e projeções de fadiga.

[042] A segurança da informação é garantida pelo servidor que armazena os dados processados a partir dos dados brutos gerados pelo equipamento. Esses dados são protegidos pelo controle de acesso implementados nos níveis superiores do sistema. A segurança no nível do hardware deve ser garantida pelo indivíduo que tem acesso físico ao produto. E os dados brutos são armazenados em um cartão de memória embarcado no hardware, como já comentado. Além disso, também são armazenados no servidor quando enviado para processamento.

[043] É importante salientar que as figuras e descrição realizadas não possuem o condão de limitar as formas de execução do conceito inventivo ora proposto, mas sim de ilustrar e tornar compreensíveis as inovações conceituais reveladas nesta solução. Desse modo, as descrições e imagens devem ser interpretadas de forma ilustrativa e não limitativa, podendo existir outras formas equivalentes ou análogas de implementação do conceito inventivo ora revelado e que não fujam do espectro de proteção delineado na solução proposta.