The number of strokes has grown steadily, causing thousands of victims around the world. Approximately 90% of stroke survivors remain with some disability, requiring physical therapy of rehabilitation in order to recover the skills of carrying out the activities of daily living. The use of robots in post-stroke rehabilitation therapies has been shown to be a promising alternative to increase the efficacy of the treatment. The assurance of a human-robot interaction safe for the patient and useful for treatment has been widely studied in the field of rehabilitation engineering, focusing on the development of human-robot interaction controls and biomimetic robots, such as exoskeletons. But the validation and test of this resources is still a challenge: How to do this with reduced cost, low time consumption and without putting patients at risk? The objective of this work was to develop a computational human-exoskeleton interaction model and a forward dynamics-based simulation environment, capable of being applied in the development of interaction controls used in the rehabilitation of lower limbs. The interaction model was developed using computational neuromusculoskeletal systems from OpenSim, with virtual models of the robot actuators coupled to it. The simulation environment was developed in MATLAB, using the OpenSim API. Both the interaction model and the simulation environment were validated using data from physical experiments. Four fully computational simulations were performed with different interaction and movement controls. The results obtained proved that the model and the simulation environment are feasible and useful for the development and simulation of interaction controls between humans and lower limb exoskeletons, saving money, time and ensuring the safety of the user and the equipment used.

O número de ocorrências de AVC tem crescido continuamente, fazendo milhares de vítimas ao redor do mundo. Aproximadamente 90% dos sobreviventes de AVC permanecem com alguma deficiência, necessitando de fisioterapia de reabilitação para recuperar a capacidade de realizar as atividades cotidianas. O uso de robôs em terapias de reabilitação pós AVC tem se mostrado uma alternativa promissora para aumentar a eficácia do tratamento. A garantia de uma interação homem-robô segura para o paciente e útil para o tratamento tem sido amplamente estudada no campo da engenharia de reabilitação, com foco no desenvolvimento de controles de interação homem-robô e robôs biomiméticos, tais como exoesqueletos. Mas a validação e teste desses recursos ainda é um desafio: como fazer isso com custo reduzido, baixo consumo de tempo e sem colocar os pacientes em risco? O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo computacional de interação humano-exoesqueleto e um ambiente de simulação baseado em dinâmica direta, capazes de serem aplicados no desenvolvimento de controles de interação utilizados na reabilitação de membros inferiores. O modelo de interação foi desenvolvido utilizando sistemas neuromusculoesqueléticos computacionais do OpenSim, com modelos virtuais dos atuadores de robô acoplados a eles. O ambiente de simulação foi desenvolvido no MATLAB utilizando a API do OpenSim. Tanto o modelo de interação quanto o ambiente de simulação foram validados utilizando dados oriundos de experimentos físicos. Quatro simulações totalmente computacionais foram realizadas com diferentes controles de interação e movimentos. Os resultados obtidos provaram que o modelo e o ambiente de simulação são factíveis e úteis para o desenvolvimento e simulação de controles de interação entre humanos e exoequeletos de membros inferiores, poupando dinheiro, tempo e garantindo a segurança do usuário e do equipamento utilizado.