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Enregistrement W7120858456

Development of a robotic orthosis for finger flexion motion by myoelectric control: open source prototype

2022· dissertation· pt· W7120858456 sur OpenAlexaboutno aff
Hygor Vinícius Pereira Martins

Notice bibliographique

RevueInstitutional Repository of the Federal Technological University of Paraná (RIUT) (Federal University of Technology – Paraná) · 2022
Typedissertation
Languept
DomaineEngineering
ThématiqueMuscle activation and electromyography studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWristThumbLinear discriminant analysisCerebral palsyOrthoticsRobotElectromyographySplintsWearable computer
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Neuromuscular disorders such as brachial plexus injury, stroke, and cerebral palsy affect the sensorimotor capabilities of the upper limbs. Individuals with such disorders have their performance in the most fundamental activities of daily living (ADLs) affected, and many are unable to return to work. This study proposed an open-source prototype of a myoelectric robotic hand orthosis to support ADLs. A “user-tuned” methodology was used, where the requirements recommended in recent literature and state of the art (2017 to 2020) were used as a starting point to design the orthosis’ system, usability, and ergonomics, but the prototype calibration for these requirements is performed using metrics taken from the user. The orthosis has two modules: (i) transmitter-interpreter system (TIS) and (ii) receiver-actuator system (RAS). The TIS is composed of a MyoWare surface electromyograph and an ESP32 imbued with a linear discriminant analysis (LDA) classifier trained with 10 datasets of surface myoelectric signals (sMES) recorded from a healthy volunteer. SMES are collected in real-time, segmented into 80 ms disruptive windows, filtered, and classified into three possible classes: (i) pulp pinch, (ii) transverse volar grip, and (iii) resting hand. A majority vote is cast on a vector containing 3 recent classified classes, and the class with the highest occurrence among the 3 is sent to the RAS. The entire TIS process occurs in 300 ms. The RAS module includes an ESP32, 2 N20 direct current motors, nylon artificial tendons, and wrist and finger splints printed in 3D technology. The RAS module receives a class from the TIS module and uses a finite state machine to decide which of the three hand poses to perform based on the class received, the current state of the machine, and the class previously received. Splints were constructed from measurements taken from the volunteer’s hand and adjusted until fitting and range of motion were comfortable for the volunteer. The test protocol was based on the Toronto Rehabilitation Institute Hand Function Test (TRI-HFT) and used everyday objects: (i) an ATM card mockup, (ii) a pencil, and (iii) a 600 ml plastic bottle filled with water. The prototype achieved all the ergonomics requirements recommended in the literature, and it was the orthosis that most fulfilled said requirements when compared to stateof-the-art myoelectric robotic hand orthoses. Additionally, the system’s accuracy reached 90% in real-time tests. Finally, the cost of producing the orthosis is R$856.35 or 2.98% of the value of the cheapest commercial myoelectric hand orthosis on the market (PowerGrip), both prices quoted in November 2021.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesScience ouverte
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,998
Score d'incertitude au seuil0,035

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0110,003

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.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,219
Écart entre enseignants0,205 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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