Building Effective Machine Learning Models for Ankle Joint Power Estimation During Walking Using FMG Sensors
Notice bibliographique
Résumé
Ankle joint power is usually determined by a complex process that involves heavy equipment and complex biomechanical models. Instead of using heavy equipment, we proposed effective machine learning (ML) and deep learning (DL) models to estimate the ankle joint power using force myography (FMG) sensors. In this study, FMG signals were collected from nine young, healthy participants. The task was to walk on a special treadmill for five different velocities with a respective duration of 1 min. FMG signals were collected from an FMG strap that consists of 8 force resisting sensor (FSR) sensors. The strap was positioned around the lower leg. The ground truth value for ankle joint power was determined with the help of a complex biomechanical model. At first, the predictors' value was preprocessed using a rolling mean filter. Following, three sets of features were formed where the first set includes raw FMG signals, and the other two sets contained time-domain and frequency-domain features extracted using the first set. Cat Boost Regressor (CBR), Long-Short Term Memory (LSTM), and Convolutional Neural Network (CNN) were trained and tested using these three features sets. The results presented in this study showed a correlation coefficient of R = 0.91 ± 0.07 for intrasubject testing and were found acceptable when compared to other similar studies. The CNN on raw features and the LSTM on time-domain features outperformed the other variations. Aside from that, a performance gap between the slowest and fastest walking distance was observed. The results from this study showed that it was possible to achieve an acceptable correlation coefficient in the prediction of ankle joint power using FMG sensors with an appropriate combination of feature set and ML model.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».