Clasificación de gestos en señales de electromiografía para control en tiempo real de una mano protésica utilizando un modelo de atención de canal mejorado con redes neuronales convolucionales
Autores: Yu, Guangjie; Deng, Ziting; Bao, Zhenchen; Zhang, Yue; He, Bingwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Clasificación de gestos en señales de electromiografía para control en tiempo real de una mano protésica utilizando un modelo de atención de canal mejorado con redes neuronales convolucionales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Reconocimiento de gestos
Red neuronal convolucional
Electromiografía de superficie
Mano protésica
Señales de envolvente
Control en tiempo real
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Se requiere un reconocimiento preciso y en tiempo real de gestos para el funcionamiento autónomo de dispositivos de mano protésica. Este estudio emplea un modelo de red neuronal convolucional mejorado con atención de canal (CNN-ECA) para proporcionar un enfoque único para el reconocimiento de gestos mediante electromiografía de superficie (sEMG). La introducción del módulo ECA mejora la capacidad del modelo para extraer características y enfocarse en información crítica en los datos de sEMG, equipando así a los sistemas de mano protésica controlados por sEMG con las características de detección precisa de gestos y control en tiempo real. Además, sugerimos una estrategia de preprocesamiento para extraer señales de envolvente que incorpora un filtro pasa bajo Butterworth y la transformada rápida de Hilbert (FHT), que puede reducir con éxito la interferencia de ruido y capturar información fisiológica esencial. Finalmente, se adopta la técnica de ventana de votación mayoritaria para mejorar los resultados de predicción, mejorando aún más la precisión y estabilidad del modelo. En general, nuestro modelo de red neuronal convolucional de múltiples capas, junto con la extracción de señales de envolvente y mecanismos de atención, ofrece un enfoque prometedor e innovador para sistemas de control en tiempo real en manos protésicas, permitiendo acciones motoras finas precisas.
Descripción
Se requiere un reconocimiento preciso y en tiempo real de gestos para el funcionamiento autónomo de dispositivos de mano protésica. Este estudio emplea un modelo de red neuronal convolucional mejorado con atención de canal (CNN-ECA) para proporcionar un enfoque único para el reconocimiento de gestos mediante electromiografía de superficie (sEMG). La introducción del módulo ECA mejora la capacidad del modelo para extraer características y enfocarse en información crítica en los datos de sEMG, equipando así a los sistemas de mano protésica controlados por sEMG con las características de detección precisa de gestos y control en tiempo real. Además, sugerimos una estrategia de preprocesamiento para extraer señales de envolvente que incorpora un filtro pasa bajo Butterworth y la transformada rápida de Hilbert (FHT), que puede reducir con éxito la interferencia de ruido y capturar información fisiológica esencial. Finalmente, se adopta la técnica de ventana de votación mayoritaria para mejorar los resultados de predicción, mejorando aún más la precisión y estabilidad del modelo. En general, nuestro modelo de red neuronal convolucional de múltiples capas, junto con la extracción de señales de envolvente y mecanismos de atención, ofrece un enfoque prometedor e innovador para sistemas de control en tiempo real en manos protésicas, permitiendo acciones motoras finas precisas.