Система вимірювання та аналізу форс-міографічного сигналу
Вантажиться...
Дата
2019-12
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми
Дослідження, вивчення та класифікація рухової активності м’язів (РАМ) верхніх кінцівок наразі є досить популярною темою при розробці багатьох пристроїв для реабілітації, систем для взаємодії типу мозок-комп’ютер (Brain-Computer interfaces), пристроїв віртуальної реальності та систем розпізнавання жестів. Подібні технології знаходять своє застосування як у спеціалізованих напрямках, так і при створенні сучасних протезних систем, що можуть забезпечити виконання певних життєво важливих функцій для людей з обмеженими можливостями.
Існують різні методи визначення м'язової активності рук шляхом вимірювання біопотенціалів, що використовуються у інтелектуальних системах визначення жестів. Однак, створення альтернативної системи позбавленої недоліків присутніх традиційним міографічним методам є актуальним завданням як для ігрової індустрії, так і для біонічного протезування кінцівок.
Мета й завдання дослідження
Мета дослідження – метою роботи є розробка системи, котра дозволить зареєструвати біологічні сигнали, що виникають внаслідок активності окремих рухомих одиниць скелетних м'язів або фізіологічної зміни їх розмірів, та здійснити передачу відповідної інформації для подальшої обробки і визначення точних рухів верхніх кінцівок.
Основною ціллю роботи є створення комп’ютеризованої системи для вимірювання і розрахунку часових характеристик форс-міографічного сигналу з метою класифікації різних жестів кисті руки, як альтернативного методу визначення м'язової активності у системах розпізнавання жестів.
Завдання дослідження:
1) Огляд та класифікація засобів для вимірювання та аналізу Force-міографічного сигналу;
2) Розробка функціональної схеми Force-міографічної системи;
3) Моделювання роботи електричної схеми приладу;
4) Розрахунок характеристик сигналу;
5) Створення прототипу вимірювальної системи.
6) Розрахунок характеристик та класифікація виміряного форс-міографічного сигналу рухів кисті.
Об’єкт дослідження
Об’єктом дослідження є процес реєстрації рухової активності м’язів рук.
Предмет дослідження
Предметом дослідження є система вимірювання та аналізу форс – міографічного сигналу.
Методи дослідження
Під час виконання роботи використовувались такі методи дослідження: метод вимірювання тензорезистивного сигналу, метод вимірювання п’єзоелектричного сигналу, метод Force – міографії, метод визначення часових характеристик сигналу, метод класифікації сигналів шляхом застосування нейронних мереж каскадного типу. Окрім того, виконувалась статистичний аналіз результатів класифікації виміряних сигналів методом розразунку параметрів Precision та Recall.
Методика реалізації поставлених задач Поставлені задачі можна вирішити шляхом побудови прототипу вимірювальної системи. А саме: створенням адаптивного модулю вимірювання і класифікації форс-міографічних сигналів, пошуком оптимального виду чутливих сенсорів для вимірювання сигналу від біологічного об’єкту, розробкою алгоритму роботи системи, вибору відносно простого та ефективного методу машинного навчання для завдань класифікації.
Опис
Ключові слова
Бібліографічний опис
Притула, О. А. Система вимірювання та аналізу форс-міографічного сигналу : магістерська дис. : 151 Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології / Притула Ольга Анатоліївна. – Київ, 2019. – 119 с.