Myoelectric prosthesis control using recurrent convolutional neural network regression mitigates the limb position effect
Notice bibliographique
Résumé
Many myoelectric upper limb prosthesis controllers use pattern recognition, a method that learns and recognizes patterns of electromyographic (EMG) signals produced by the user’s residual limb muscles to predict and execute device movements. Such control becomes unreliable in high limb positions—a problem known as the limb position effect. Pattern recognition often uses a classification algorithm; simple to implement, but limits user-initiated control to only one device movement at a time, at a single speed. To combat position-related control deficiencies and classification controller constraints, we developed and tested two recurrent convolutional neural network (RCNN) pattern recognition-based solutions: (1) an RCNN classification controller that uses EMG plus positional inertial measurement unit (IMU) signals to offer one-speed, sequential movement control; and (2) an RCNN regression controller that uses the same data capture technique to offer simultaneous control of multiple movements and device movement velocity. We assessed both RCNN controllers by comparing them to a commonly used linear discriminant analysis classification controller (LDA-Baseline). Participants without upper limb impairment were recruited to perform multipositional tasks while wearing a simulated prosthesis. Both RCNN classification and regression controllers showed improved functional task performance over LDA-Baseline, in 11 and 38 out of 115 metrics, respectively. This work contributes an RCNN regression-based controller that provides accurate, simultaneous, and proportional movements to EMG-based technologies including prostheses, exoskeletons, and even muscle-activated video games.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».