Publicação: Comparação entre as redes LVQ e MLP no controle de próteses virtuais para membros superiores
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
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Orientador
Coorientador
Lamounier Júnior, Edgard Afonso
Resumo
Durante o processo de reabilitação, os indivíduos que tenham sofrido uma perda
total ou parcial dos membros superiores estão expostas a muitos riscos. Além disso,
um grande esforço mental ´e exigido durante a fase de treinamento para se adaptar
a uma prótese real. Em muitos casos, a utilização de Realidade Virtual na Medicina
tem provado ser uma excelente ferramenta para avaliação do risco e apoio, além de
reduzir o esforço mental necessário. Para ser útil uma prótese virtual deve ter uma
grande semelhança com a real em termos de resposta. Por esta razão, as Redes
Neurais Artificiais têm sido exploradas para serem aplicadas na fase de treinamento
para proporcionar a resposta em tempo real. O objetivo deste estudo é comparar o
desempenho entre a rede neural LVQ e MLP no reconhecimento de padrões EMG,
visando melhor controle de próteses virtuais para membros superiores. Para isso,
diferentes técnicas de extração de características e métodos de processamento do
sinal serão investigadas. Com isto utilizando-se a rede LVQ, a técnica de extração de
característica baseada no modelo autoregressivo e uma média de 10% dos padrões
de treinamento, alcançou-se 99% de eficiência para os movimentos de mão e 97% de
eficiência para os movimentos de braço.
Abstract
During the rehabilitation process, individuals who have experienced a total or partial
loss of upper limbs are exposed to many risks. Besides this, a great mental effort
is required during the training phase to adapt to a real prosthesis. In many cases,
the use of Virtual Reality in Medicine has proven to be an excellent tool for evaluation
and support as well as mitigates risk and reduces the mental effort required. In order
to be useful, virtual prosthesis must have a great similarity with the real world. For
this reason, artificial neural networks have been explored to be applied in the training
phase in order to provide real time response. The objective of this study is to compare
the performance of the LVQ and MLP neural networks in EMG pattern recognition. To
achieve this, different feature extraction techniques for simulation and control of virtual
prostheses for upper limbs are investigated. Using the LVQ neural network, autoregressive
model as a feature extraction technique and an average of 10% of all training
patterns, achieved up 99% of efficiency for the hand movements and 97% of efficiency
the arm movements.
Palavras-chave
Extração de características, Reabilitação, Realidade virtual, Reconhecimento de padrões EMG, Redes neurais, EMG pattern recognition, Feature extraction, Neural networks, Rehabilitation, Virtual reality, Prótese, Reconhecimento de padrões
Citação
CAETANO, Daniel Stefany Duarte. Comparação entre as redes LVQ e MLP no controle de próteses virtuais para membros superiores. 2012. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.399