Оцінювання часових характеристик електроміограми функціональних рухів кисті руки для інтуїтивного керування біонічним протезом

Abstract

Проблематика. Особливості оцінки часових характеристик (TDF-характеристик) поверхневої електро­міо­гра­ми при виконанні функціональних рухів кисті руки та можливість їх імплементації в системі інтуїтивного керування біонічним протезом кінцівки. Мета дослідження. Розробка аналітичної моделі оцінки TDF-характеристик міографічних сигналів для базових функціональних рухів кисті та пальців пацієнта, а також дослідження можливостей її впровадження як базису для непараметричного методу класифікації. Методика реалізації. Створено одноканальну мікроконтролерну інформаційно-вимірювальну систему для реє­страції поверхневої електроміограми і розроблено аналітичну модель оцінки її TDF-характеристик на основі використання показників дисперсії та трапецоїдного інтеграла. Результати дослідження. З використанням методу k-NN-класифікації виміряного сигналу перевірено розроблену модель при аналізі нормалізованих і ненормалізованих даних розпізнавання функціональних рухів пальців кисті руки. Гранична отримана точність класифікації рухів становила 86,11 % і є прийнятною для використання при розробці методів автоматичного управління в системах керування біонічними протезами верхніх кін­цівок або пальців рук. Висновки. Запропоновано аналітичну модель оцінки TDF-характеристик міографічних сигналів для базових функціональних рухів кисті руки на основі одноканальної вимірювальної системи та простого методу ма­шин­ної класифікації. Ця модель є ефективною при роботі з невеликим набором характеристик сигналу та обмеже­ною кількістю вхідних даних, а точність її класифікації може бути підвищена при використанні більш ши­ро­кої вибірки даних для навчання.

Keywords

• Bionic prostheses
• Surface electromyography
• TDF
• k-NN method