LLMT: A Transformer-Based Multi-Modal Lower Limb Human Motion Prediction Model for Assistive Robotics Applications
Notice bibliographique
Résumé
Recognition of human intended motion is key to developing intelligent human-robot interaction (HRI) controllers in assistive devices. This study aims to develop a human motion recognition architecture tailored explicitly for real-time assistive robotics, such as exoskeletons and robot-assisted walking systems. We introduced a multi-modal lower limb modified transformer (LLMT), an architecture that bridges the gap in existing HRI technologies by defining a comprehensive set of relevant motions that generalize well for unseen subjects, ensuring adaptability and precision in diverse interaction scenarios. LLMT uses sparse multi-channel surface electromyography (sEMG) and Inertial Measurement Unit (IMU) signals to classify different motion patterns. The accuracy of the proposed method was compared with that of the classical machine learning (cML) models and a convolutional neural network (CNN). This comparison uses experimental data from seven human participants in two motion scenarios and a benchmark dataset. The validation methods included inter-subject, leave-one-subject-out, and intra-subject approaches. The proposed method demonstrated excellent accuracy, achieving <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$99.42 \pm 0.25\%$ </tex-math></inline-formula>, <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$99.07 \pm 0.32\%$ </tex-math></inline-formula>, and <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$97.08 \pm 1.16\%$ </tex-math></inline-formula> in inter-subject, leave-one-subject-out, and intra-subject validation methods on the collected and benchmark datasets, respectively. Additionally, it exhibited an average online prediction time of 84.09 ms within the recording loop.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».