Detekce lidských pohybů zápěstí a prstů na základě měření povrchového EMG svalů předloktí a Qualisys motion capture systému

Abstract

Elektromyografie poskytuje velmi cenná data a poznatky, jež mohou být uplatněny v mnoha aplikacích. V současné době se jí s úspěchem využíva v řadě výzkumných prací i praktických aplikací různých zaměření především z odvětví biomedicíny a robotiky. Tato práce představuje experiment a založený na měření povrchových EMG signálů a snímání polohy prstů a ruky pomocí kamerového systému Qualisys, za účelem detekce pohybu prstů a zápěstí ze série pohybů. Studie se dobrovolně zůčasnilo 11 pacientů z toho 9 žen (23.33 +/- 5.54 let) a 2 muži (23.5 +/- 0.70 let). Detekce pohybů prstů a zápěstí bylo docíleno statistickou analýzou naměřených dat a využitím umělé neuronové sítě, která na získaném vzorku dat pro deseti prvkový vstupní vzor (svaly) dokázala predikovat na osm výstupních tříd (pohybů) s přesností 73.11 procent.

Electromyography offers very valuable data and findings that could proof useful for various aplications. To this day many of the applications based on utilization of EMG were used to great success especially from industries such as biomedicine and robotics. This thesis presents a way how to detect movement of wrist and fingers based on data obtained via surface electromyography and Qualisys motion detection system. Eleven pacients have taken part in the study 9 women (23.33 +/- 5.54 yo) and 2 men (23.5 +/- 0.70 yo). Obtained EMG data were statistically analysed and fed to ANN as a training and testing data set. ANN with 10 input features (individual muscles) and 8 output classes achieved mean prediction accuracy of 73.11 percent on give data.