Electromiograma (EMG) clasificación de señales basada en red neuronal ligera con FPGAs para aplicación portátil
Autores: Choi, Hyun-Sik
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Electromiograma (EMG) clasificación de señales basada en red neuronal ligera con FPGAs para aplicación portátil
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Aplicación
Bioseñales
Red neuronal
Extracción de características
Ligero
Señal de EMG
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Recientemente, la aplicación de bioseñales en los campos de gestión de la salud, interacción humano-computadora (HCI) y autenticación de usuarios ha aumentado. Esto se debe al desarrollo de la tecnología de inteligencia artificial, que puede analizar bioseñales en numerosos campos. En el caso del análisis de bioseñales, los resultados tienden a variar dependiendo del analista, debido a una gran cantidad de ruido. Sin embargo, cuando se utiliza una red neuronal, es posible la extracción de características, lo que permite un análisis más preciso. Sin embargo, si la serie temporal de bioseñales se analiza tal cual, el tamaño total de la red neuronal aumenta. En este estudio, para lograr una red neuronal liviana, se utilizan una transformada discreta de onda de máxima superposición (MODWT) y una técnica de suavizado para una mejor extracción de características. Además, se aumenta la eficiencia de aprendizaje utilizando una técnica de aumento. En el diseño de la red neuronal, se utiliza una capa de convolución unidimensional para garantizar que la red neuronal sea simple y liviana. En consecuencia, se puede lograr el atributo liviano y las redes neuronales se pueden implementar en dispositivos de borde como la matriz de compuertas programable en campo (FPGA), lo que resulta en un bajo consumo de energía, alta seguridad, tiempos de respuesta rápidos y alta comodidad para el usuario en aplicaciones portátiles. La señal de electromiograma (EMG) representa una bioseñal típica en este estudio.
Descripción
Recientemente, la aplicación de bioseñales en los campos de gestión de la salud, interacción humano-computadora (HCI) y autenticación de usuarios ha aumentado. Esto se debe al desarrollo de la tecnología de inteligencia artificial, que puede analizar bioseñales en numerosos campos. En el caso del análisis de bioseñales, los resultados tienden a variar dependiendo del analista, debido a una gran cantidad de ruido. Sin embargo, cuando se utiliza una red neuronal, es posible la extracción de características, lo que permite un análisis más preciso. Sin embargo, si la serie temporal de bioseñales se analiza tal cual, el tamaño total de la red neuronal aumenta. En este estudio, para lograr una red neuronal liviana, se utilizan una transformada discreta de onda de máxima superposición (MODWT) y una técnica de suavizado para una mejor extracción de características. Además, se aumenta la eficiencia de aprendizaje utilizando una técnica de aumento. En el diseño de la red neuronal, se utiliza una capa de convolución unidimensional para garantizar que la red neuronal sea simple y liviana. En consecuencia, se puede lograr el atributo liviano y las redes neuronales se pueden implementar en dispositivos de borde como la matriz de compuertas programable en campo (FPGA), lo que resulta en un bajo consumo de energía, alta seguridad, tiempos de respuesta rápidos y alta comodidad para el usuario en aplicaciones portátiles. La señal de electromiograma (EMG) representa una bioseñal típica en este estudio.