Learning from demonstration: Teaching a myoelectric prosthesis with an intact limb via reinforcement learning
Notice bibliographique
Résumé
Prosthetic arms should restore and extend the capabilities of someone with an amputation. They should move naturally and be able to perform elegant, coordinated movements that approximate those of a biological arm. Despite these objectives, the control of modern-day prostheses is often nonintuitive and taxing. Existing devices and control approaches do not yet give users the ability to effect highly synergistic movements during their daily-life control of a prosthetic device. As a step towards improving the control of prosthetic arms and hands, we introduce an intuitive approach to training a prosthetic control system that helps a user achieve hard-to-engineer control behaviours. Specifically, we present an actor-critic reinforcement learning method that for the first time promises to allow someone with an amputation to use their non-amputated arm to teach their prosthetic arm how to move through a wide range of coordinated motions and grasp patterns. We evaluate our method during the myoelectric control of a multi-joint robot arm by non-amputee users, and demonstrate that by using our approach a user can train their arm to perform simultaneous gestures and movements in all three degrees of freedom in the robot's hand and wrist based only on information sampled from the robot and the user's above-elbow myoelectric signals. Our results indicate that this learning-from-demonstration paradigm may be well suited to use by both patients and clinicians with minimal technical knowledge, as it allows a user to personalize the control of his or her prosthesis without having to know the underlying mechanics of the prosthetic limb. These preliminary results also suggest that our approach may extend in a straightforward way to next-generation prostheses with precise finger and wrist control, such that these devices may someday allow users to perform fluid and intuitive movements like playing the piano, catching a ball, and comfortably shaking hands.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».