Reconocimiento de patrones de sEMG en tiempo real de movimientos de múltiples modos para miembros artificiales basado en algoritmo CNN-RNN
Autores: Li, Sujiao; Zhang, Yue; Tang, Yuanmin; Li, Wei; Sun, Wanjing; Yu, Hongliu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Reconocimiento de patrones de sEMG en tiempo real de movimientos de múltiples modos para miembros artificiales basado en algoritmo CNN-RNN
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Miembros protésicos
Reconocimiento de patrones basado en sEMG
Red neuronal convolucional recurrente 1D
Movimientos en línea de dedos y muñecas
Rendimiento de reconocimiento en tiempo real
Retraso temporal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 51
Citaciones: Sin citaciones
Actualmente, el reconocimiento de patrones basado en sEMG es un método de control crucial y prometedor para miembros protésicos. Se propuso un modelo de clasificación de red neuronal convolucional recurrente 1D para reconocer movimientos en línea de los dedos y la muñeca en tiempo real para abordar el problema de que la tasa de reconocimiento de clasificación y el retraso temporal no pueden considerarse simultáneamente. Este modelo podría combinar efectivamente las ventajas de la red neuronal convolucional y la red neuronal recurrente. Se utilizaron experimentos fuera de línea para verificar el rendimiento de reconocimiento de 20 movimientos, y se realizó un análisis comparativo con modelos de clasificación CNN y LSTM. Se establecieron experimentos en línea a través del sistema de reconocimiento de patrones de señal sEMG autodesarrollado para examinar el rendimiento de reconocimiento en tiempo real y el retraso temporal. Los resultados del experimento demostraron que la precisión de reconocimiento promedio del modelo de clasificación 1D-CNN-RNN logró un 98.96% en el reconocimiento fuera de línea, que es significativamente mayor que el de CNN y LSTM (85.43% y 96.88%, respectivamente, < 0.01). En los experimentos en línea, la precisión promedio del reconocimiento en tiempo real del 1D-CNN-RNN alcanza el 91% +/- 5%, y el retraso promedio alcanza los 153 ms. El modelo de clasificación 1D-CNN-RNN propuesto ilustra un rendimiento superior en precisión de reconocimiento en tiempo real y un retraso temporal más corto sin un retraso evidente en el cuerpo humano, lo que se espera que sea un control eficiente para prótesis diestras.
Descripción
Actualmente, el reconocimiento de patrones basado en sEMG es un método de control crucial y prometedor para miembros protésicos. Se propuso un modelo de clasificación de red neuronal convolucional recurrente 1D para reconocer movimientos en línea de los dedos y la muñeca en tiempo real para abordar el problema de que la tasa de reconocimiento de clasificación y el retraso temporal no pueden considerarse simultáneamente. Este modelo podría combinar efectivamente las ventajas de la red neuronal convolucional y la red neuronal recurrente. Se utilizaron experimentos fuera de línea para verificar el rendimiento de reconocimiento de 20 movimientos, y se realizó un análisis comparativo con modelos de clasificación CNN y LSTM. Se establecieron experimentos en línea a través del sistema de reconocimiento de patrones de señal sEMG autodesarrollado para examinar el rendimiento de reconocimiento en tiempo real y el retraso temporal. Los resultados del experimento demostraron que la precisión de reconocimiento promedio del modelo de clasificación 1D-CNN-RNN logró un 98.96% en el reconocimiento fuera de línea, que es significativamente mayor que el de CNN y LSTM (85.43% y 96.88%, respectivamente, < 0.01). En los experimentos en línea, la precisión promedio del reconocimiento en tiempo real del 1D-CNN-RNN alcanza el 91% +/- 5%, y el retraso promedio alcanza los 153 ms. El modelo de clasificación 1D-CNN-RNN propuesto ilustra un rendimiento superior en precisión de reconocimiento en tiempo real y un retraso temporal más corto sin un retraso evidente en el cuerpo humano, lo que se espera que sea un control eficiente para prótesis diestras.