Real-Time Sit-to-Stand Phase Classification With a Mobile Assistive Robot From Close Proximity Utilizing 3D Visual Skeleton Recognition
Notice bibliographique
Résumé
Sit-to-stand (STS) transfer is a fundamental but challenging movement that plays a vital role in older adults' daily activities. The decline in muscular strength and coordination ability can result in difficulties performing STS and, therefore, the need for mobility assistance by humans or assistive devices. Robotics rollators are being developed to provide active mobility assistance to older adults, including STS assistance. In this paper, we consider the robotic walker SkyWalker, which can provide active STS assistance by moving the handles upwards and forward to bring the user to a standing configuration. In this context, it is crucial to monitor if the user is performing the STS and adapt the rollator's control accordingly. To achieve this, we utilized a standard vision-based method for estimating the human pose during the STS movement using Mediapipe pose tracking. Since estimating a user's state from extreme proximity to the camera is challenging, we compared the pose identification results from Mediapipe to ground truth data obtained from Vicon marker-based motion capture to assess accuracy and reliability of the STS motion. The fourteen kinematic features critical for accurate pose estimation were selected based on literature review and the specific requirements of our robot's STS method. By employing these features, we have implemented a phase classification system that enables the SkyWalker to classify the user's STS phase in real-time. The selected kinematics from vision-based human state estimation method and trained classifier can be furthermore generalized to other types of motion support, including adaptive STS path planning and emergency stops for safety insurance during STS.
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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 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 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) | 0,001 | 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 ».