Toward Long-Term FMG Model-Based Estimation of Applied Hand Force in Dynamic Motion During Human–Robot Interactions
Notice bibliographique
Résumé
Physical human-robot interaction (pHRI) is reliant on human actions and can be addressed by studying human upper-limb motions during interactions. Use of force myography (FMG) signals, which detect muscle contractions, can be useful in developing machine learning algorithms as controls. In this paper, a novel long-term calibrated FMG-based trained model is presented to estimate applied force in dynamic motion during real-time interactions between a human and a linear robot. The proposed FMG-based pHRI framework was investigated in new, unseen, real-time scenarios for the first time. Initially, a long-term reference dataset (multiple source distributions) of upper-limb FMG data was generated as five participants interacted with the robot applying force in five different dynamic motions. Ten other participants interacted with the robot in two intended motions to evaluate the out-of-distribution (OOD) target data (new, unlearned), which was different than the population data. Two practical scenarios were considered for assessment: i) a participant applied force in a new, unlearned motion (scenario 1), and ii) a new, unlearned participant applied force in an intended motion (scenario 2). In each scenario, few long-term FMG-based models were trained using a baseline dataset [reference dataset (scenario 1, 2) and/or a learnt participant dataset (scenario 1)] and a calibration dataset (collected during evaluation). Real-time evaluation showed that the proposed long-term calibrated FMG-based models (LCFMG) could achieve estimation accuracies of 80%-94% in all scenarios. These results are useful towards integrating and generalizing human activity data in a robot control scheme by avoiding extensive HRI training phase in regular applications.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».