본 논문에서는 지체장애인들이 유효한 말초신경신호를 이용하여 컴퓨터를 사용할 수 있는 인터페이스를 개발하였다. 손목의 움직임을 통해 아래팔 4부분으로부터 근전도 (electromyogram, EMG) 신호를 추출하였고, 다층 인식 신경망을 사용하여 사용자의 의도를 추출하였다. 이를 통하여 마우스 커서의 움직임을 제어하고, 마우스 버튼을 클릭하는 동작을 할 수 있으며, 시각 디스플레이 장치에 표시된 핸드폰 자판과 같은 유저 인터페이스를 통해 컴퓨터에 글자를 입력할 수 있게 하였다. 추가적으로 Fitts' law를 사용하여 본 인터페이스의 사용성을 평가하였고, 이를 기존연구와 비교함으로써 본 인터페이스의 효용성을 검증하였다.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제6권3호
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pp.37-44
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2005
Gait control capacity for most trans-femoral prostheses is significantly different from that of a normal person, and training is required for a long period of time in order for a patient to walk properly. People become easily tired when wearing a prosthesis or orthosis for a long period typically because the gait angle cannot be smoothly adjusted during wearing. Therefore, to improve the gait control problems of a trans-femoral prosthesis, the proper gait angle is estimated through surface EMG(electromyogram) signals on a normal leg, then the gait posture which the trans-femoral prosthesis should take is calculated in the neural network, which learns the gait kinetics on the basis of the normal leg's gait angle. Based on this predicted angle, a postural control method is proposed and tested adaptively following the patient's gait habit based on the predicted angle. In this study, the gait angle prediction showed accuracy of over $97\%$, and the posture control capacity of over $90\%$.
In this paper, we describe finger force estimation from surface electromyogram (sEMG) data for intuitive and delicate force control of robotic devices such as exoskeletons and robotic prostheses. Four myoelectric sites on the skin were found to offer favorable sEMG recording conditions. An artificial neural network (ANN) was implemented to map the sEMG to the force, and its structure was optimized to avoid both under- and over-fitting problems. The resulting network was tested using recorded sEMG signals from the selected myoelectric sites of three subjects in real-time. In addition, we discussed performance of force estimation results related to the length of the muscles. This work may prove useful in relaying natural and delicate commands to artificial devices that may be attached to the human body or deployed remotely.
본 논문에서는 의수환자의 일상생활을 고려한 1-자유도 동작을 손을 쥐고 폄으로 정의하고, 두 동작에 대한 근전도 패턴 분류를 위한 가우시안 혼합 모델 기반의 근전도 패턴 분류 알고리즘을 제안한다. 근전도 패턴 분류 알고리즘의 핵심이 되는 근전도 신호의 특징점 추출을 위하여 근전 신호의 진폭 특성을 고려하는 절대차분평균치(DAMV)와 평균절대값(MAV)을 사용한다. 또한 동작에 대한 근전 신호의 진폭 특성을 보다 명확히 구분하기 위하여 D_DAMV와 D_MAV를 제안한다. 본 논문에서는 4명의 성인남성을 대상으로 실험을 실시하였고, 두 동작에 대한 근전도 패턴의 정확한 분류 여부를 확인하였다.
As the computing landscape is shifting to ubiquitous computing environments, there is increasingly growing the demand for a variety of device controls that react to user's implicit activities without excessively drawing user attentions. We developed an EMG-based car interface that enables the physically handicapped to drive a car using their functioning peripheral nerves. Our method extracts electromyogram signals caused by wrist movements from four places in the user's forearm and then infers the user's intent from the signals using multi-layered neural nets. By doing so, it makes it possible for the user to control the operation of car equipments and thus to drive the car. It also allows the user to enter inputs into the embedded computer through a user interface like an instrument LCD panel. We validated the effectiveness of our method through experimental use in a car built with the EMG-based interface.
In this paper, we present a method to classify electromyogram (EMG) signals which are utilized to be control signals for patient-responsive walker-supported system for paraplegics. Patterns of EMG signals for dierent walking motions are classied via adequate filtering, real EMG signal extraction, AR-modeling, and modified self-organizing feature map (MSOFM). More efficient signal processing is done via a data-reducing extraction algorithm. Moreover, MSOFM classifies and determines the classified results are presented for validation.
Objectives : The aim of the study is to find out whether effect of acupuncture is depending on the diameter of needle, which is a possible component of dose of acupuncture needling. Methods : To compare acupuncture effects in different diameters of needle, we measured the changes in muscle fatigue recovery using surface electromyogram(sEMG) in healthy 8 volunteers. Muscle fatigue was induced by 20 times sit-up for 1 min. Immediately after induction of muscle fatigue, acupuncture needle was inserted into ST36 or ST25 for 10 min by diameters of 0.20 mm, 0.30 mm, or 0.40 mm needles. The sEMG recording was followed by acupuncture for 30 min. As a control group, sEMG was recorded for the same period at rest after muscle fatigue induction. Results : In both of ST 36 and ST 25, stimulation with 0.4 mm diameter needle showed significant rapid recovery followed by short period of muscle fatigue increase. Stimulation with 0.2 mm diameter significantly suppressed the increase of muscle fatigue. Conclusions : These data suggest that acupuncture effect is, at least in part, dependent on diameter of needle. Therefore, diameter of needle is also considered to achieve effective outcome of acupuncture.
This study is to estimate the joint torques without torque sensor using the EMG (Electromyogram) signal of agonist/antagonist muscle with Neural Network Back Propagation Algorithm during the elbow motion. Command Signal can be guessed by EMG signal. But it cannot calculate the joint torque. There are many kinds of field utilizing Back Propagation Learning Method. It is generally used as a virtual sensor estimated physical information in the system functioning through the sensor. In this study applied the algorithm to obtain the virtual senor values estimated joint torque. During various elbow movement (Biceps isometric contraction, Biceps/Triceps Concentric Contraction (isotonic), Biceps/Triceps Concentric Contraction/Eccentric Contraction (isokinetic)), exact joint torque was measured by KINCOM equipment. It is input to the (BP)algorithm with EMG signal simultaneously and have trained in a variety of situations. As a result, Only using the EMG sensor, this study distinguished a variety of elbow motion and verified a virtual torque value which is approximately(about 90%) the same as joint torque measured by KINCOM equipment.
본 논문은 EMG(Electromyogram) 신호 기반의 웨어러블 기기를 이용하여 화재 감지 자율 주행 로봇을 제어하는 시스템을 제안하였다. 사용자의 EMG 신호를 읽어내기 위한 기기로는 Myo armband를 이용하였다. EMG 신호의 데이터를 블루투스 통신을 이용하여 컴퓨터로 전송한 후 동작을 분류하였다. 그 후 다시 블루투스를 이용하여 분류한 데이터 값을 uBrain 로봇으로 전송해 로봇이 움직일 수 있도록 구현하였다. 로봇을 조종 가능한 명령으로는 직진, 우회전, 좌회전, 정지를 구성하였다. 또한 로봇이 사용자로부터의 블루투스 신호를 받아오지 못하거나 사용자가 주행모드 변경의 명령을 내리면 로봇이 자율 주행을 하도록 하였다. 로봇이 주변을 돌아다니면서 적외선 센서로 화재를 감지하면 LED를 깜빡여 로봇 주변의 상황을 확인할 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 비전 패턴인식 알고리즘인 시공간적 계층 메모리 학습 알고리즘을 이용한 새로운 근전도 패턴인식 방법을 제시한다. 효율적인 근전도 신호의 학습과 분류를 위하여 단순화된 2 레벨의 공간적 집합, 시간적 집합, 그리고 관리 맵퍼를 이용한 수정된 시공간적 계층 메모리 학습 알고리즘을 제안한다. 인식 성능을 향상시키기 위해서 관리 맵퍼 학습뿐만 아니라 시간적 집합 학습에도 카테고리 정보를 사용한다. 실험을 통하여 열 가지 손동작이 성공적으로 인식됨을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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