Design aplicado ao desenvolvimento de sistemas de informação para pessoas com deficiência visual: uma proposta metodológica para avaliação de materiais utilizados na impressão 3D por Fused Filament Fabrication (FFF)

Abstract

Esta tese investiga a influência dos materiais utilizados na impressão 3D por Fused Filament Fabrication (FFF) no desempenho háptico de texturas aplicadas a sistemas de informação tátil destinados a pessoas com deficiência visual (PcDVs). Parte-se do pressuposto de que, em contextos inclusivos, o material não constitui apenas suporte físico, mas componente ativo da legibilidade informacional. A pesquisa busca responder se diferentes filamentos impactam a clareza geométrica percebida e como variações dimensionais da textura modulam esse efeito. Adotou-se delineamento experimental estruturado em dois experimentos complementares. O Experimento 1 consistiu em tarefa de ordenação incremental de texturas produzidas em PLA, PETG e TPU, permitindo avaliar a discriminação tátil em condição comparativa. O Experimento 2 simulou contexto de uso por meio de tarefa de busca em mapa tátil, investigando a organização perceptiva da escala sob condição mais ecológica. Participaram dois grupos: controle (universitários videntes sob privação visual temporária) e experimental (PcDVs). No segundo experimento, introduziram-se variações controladas na dimensão dos pontos (D0%, D50% e D100%). A análise integrou indicadores de eficácia (percentual de acertos), eficiência (tempo médio e desvio padrão), Diferença Mínima Significativa (DMS) e modelagem estrutural por matrizes de confusão e Escalonamento Multidimensional (MDS). Essa abordagem permitiu compreender não apenas o desempenho quantitativo, mas a organização relacional do espaço perceptivo. Os resultados indicam que o material influencia a clareza geométrica de forma relacional e não linear. O PLA apresentou maior estabilidade discriminativa, especialmente em tarefas que exigiram separação incremental precisa. O PETG apresentou desempenho intermediário, enquanto o TPU evidenciou maior variabilidade associada à sua deformabilidade. A ampliação máxima do relevo não produziu melhora proporcional, demonstrando que a proporção entre níveis consecutivos é mais determinante que o aumento absoluto da altura. Conclui-se que decisões técnicas em FFF impactam diretamente a experiência cognitiva do usuário. A tese contribui ao propor metodologia integrada de avaliação que articula desempenho e estrutura perceptiva, oferecendo subsídios projetuais para o desenvolvimento de sistemas de informação tátil mais consistentes e empiricamente fundamentados.

This thesis investigates the influence of materials used in Fused Filament Fabrication (FFF) 3D printing on the haptic performance of textures applied to tactile information systems designed for people with visual impairments (PVI). It is grounded on the assumption that, in inclusive contexts, material is not merely a physical substrate but an active component of informational legibility. The research examines whether different filaments affect perceived geometric clarity and how controlled dimensional variations of textures modulate this effect. An experimental design was structured into two complementary studies. Experiment 1 consisted of an incremental ordering task using textures printed in PLA, PETG, and TPU, allowing the assessment of tactile discrimination under comparative conditions. Experiment 2 simulated a real-use context through a tactile search task in a map-based configuration, investigating the perceptual organization of the scale under more ecological conditions. Two groups participated: a control group (sighted university students under temporary visual deprivation) and an experimental group (PVI participants). In Experiment 2, controlled variations in point height (D0%, D50%, and D100%) were introduced. Data analysis integrated effectiveness (accuracy rate), efficiency (mean time and standard deviation), Minimum Significant Difference (MSD), and structural modeling through confusion matrices and Multidimensional Scaling (MDS). This combined approach enabled the examination not only of quantitative performance but also of the relational organization of the perceptual space. Results indicate that material influences geometric clarity in a relational and non-linear manner. PLA demonstrated greater discriminative stability, particularly in tasks requiring precise incremental separation. PETG showed intermediate performance, whereas TPU exhibited higher variability associated with its deformability. Increasing relief height did not produce proportional performance gains, indicating that proportional differentiation between consecutive levels is more determinant than absolute height increase. The thesis concludes that technical decisions in FFF printing directly affect users’ cognitive experience. It contributes by proposing an integrated methodological framework that articulates performance indicators and perceptual structure, offering design guidelines for the development of empirically grounded and more consistent tactile information systems.