論文の概要: Ultra-sensitive Flexible Sponge-Sensor Array for Muscle Activities
Detection and Human Limb Motion Recognition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.03238v1
- Date: Sat, 30 Apr 2022 06:44:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-05-16 01:13:21.880440
- Title: Ultra-sensitive Flexible Sponge-Sensor Array for Muscle Activities
Detection and Human Limb Motion Recognition
- Title(参考訳): 超高感度フレキシブルスポンジセンサアレイによる筋活動検出とヒト肢運動認識
- Authors: Jiao Suo, Yifan Liu, Clio Cheng, Keer Wang, Meng Chen, Ho-yin Chan,
Roy Vellaisamy, Ning Xi, Vivian W. O. Lou, and Wen Jung Li
- Abstract要約: ヒト肢の運動追跡と認識は、リハビリテーショントレーニング、下肢補助、アンプの補綴設計などにおいて重要な役割を担っている。
本研究は、下肢動作認識アプリケーションを用いた携帯型ウェアラブル筋活動検出装置を実証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.26625796934816
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Human limb motion tracking and recognition plays an important role in medical
rehabilitation training, lower limb assistance, prosthetics design for
amputees, feedback control for assistive robots, etc. Lightweight wearable
sensors, including inertial sensors, surface electromyography sensors, and
flexible strain/pressure, are promising to become the next-generation human
motion capture devices. Herein, we present a wireless wearable device
consisting of a sixteen-channel flexible sponge-based pressure sensor array to
recognize various human lower limb motions by detecting contours on the human
skin caused by calf gastrocnemius muscle actions. Each sensing element is a
round porous structure of thin carbon nanotube/polydimethylsiloxane
nanocomposites with a diameter of 4 mm and thickness of about 400 {\mu}m. Three
human subjects were recruited to perform ten different lower limb motions while
wearing the developed device. The motion classification result with the support
vector machine method shows a macro-recall of about 94.48% for all ten motions
tested. This work demonstrates a portable wearable muscle activity detection
device with a lower limb motion recognition application, which can be
potentially used in assistive robot control, healthcare, sports monitoring,
etc.
- Abstract(参考訳): ヒト肢の運動追跡と認識は、医療リハビリテーショントレーニング、下肢補助、アンプの補綴設計、補助ロボットのフィードバック制御などにおいて重要な役割を担っている。
慣性センサー、表面筋電計、柔軟な歪み/圧力センサーなど、軽量なウェアラブルセンサーは、次世代のモーションキャプチャデバイスになることを約束している。
そこで本研究では, 16チャンネルのフレキシブルスポンジ型圧力センサアレイを用いて, ふくらはぎ腹筋活動によるヒト皮膚の輪郭を検知し, 様々な下肢運動を認識する無線ウェアラブルデバイスを提案する。
それぞれのセンシング素子は、直径4mm、厚さ約400.mu}mの薄いカーボンナノチューブ/ポリジメチルシロキサンナノコンポジットの丸い多孔質構造である。
3名の被験者が、開発した装置を装着しながら10種類の下肢運動を行うように雇われた。
支持ベクトルマシン法による動作分類結果は、テストされた10つの動作すべてに対して約94.48%のマクロリコールを示す。
本研究は、下肢動作認識アプリケーションを備えた携帯型ウェアラブル筋活動検出装置を実証し、補助ロボット制御、医療、スポーツ監視等に使用することができることを示した。
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