論文の概要: Sensor-Placement-Agnostic Sonomyography: Toward Continuous High-Dimensional Control by Users with Tetraplegia

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.26401v1
• Date: Wed, 29 Jul 2026 02:26:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-30 21:06:25.525527
• Title: Sensor-Placement-Agnostic Sonomyography: Toward Continuous High-Dimensional Control by Users with Tetraplegia
• Title（参考訳）: センサ装具非依存ソノミノグラフィー : テトラプレジア患者による連続的高次元制御に向けて
• Authors: Gavin Sueltz, Vikram Athithan, Emma Ferran, Maria Herrera, Carson J. Wynn, Laura A. Hallock,
• Abstract要約: ソノミノグラフィ(SMG)は、超音波計測による筋肉変形信号による連続的なデバイス制御を可能にする。 スパース光フロートラッキングに基づくリアルタイム・センサ配置に依存しないSMG制御システムを提案する。 頚髄損傷者3名と無傷者6名を対象に, 1-および2-DOFシステムの性能評価を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Sonomyography (SMG) enables continuous device control via ultrasound-measured muscle deformation signals, but existing SMG interfaces generally require substantial user- and sensor-location-specific training data and provide only one proportional signal or task-specific classification. We present a real-time, sensor-placement-agnostic SMG control system based on sparse optical flow tracking that enables continuous 1-DOF control after minimal calibration (3 pose definitions). We also present a preliminary expansion of this method that augments this algorithm with a short computer-aided calibration to enable 2-DOF control. We evaluate both 1- and 2-DOF systems' performance for a preliminary cohort of 3 cervical spinal cord injury survivors and 6 uninjured individuals across 6 sensor placements spanning the arm, neck, and upper torso. As assessed by a cursor trajectory tracking task, all participants achieved continuous 1-DOF control at all tested sensor locations (even those that relied on passive tissue motions), with all participants achieving <5.5% tracking error using at least one placement (and many <4% across many). All participants were also able to modulate 2D cursor position via the 2-DOF system, with varying levels of control authority, and several were able to complete a 2D drawing task, constituting the first (to our knowledge) demonstration of location-agnostic multi-DOF continuous SMG-based control. These results highlight the promise of SMG to enable rapidly calibratable, high-dimensional, sensor-placement-agnostic device control by users with tetraplegia, and also illuminate key challenges in both signal processing and practical system deployment. To enable further development by scientific and user communities, developed algorithms have been open-sourced as part of the OpenMyoControl project on SimTK (simtk.org/projects/openmyocontrol).
• Abstract（参考訳）: ソノミノグラフィー(SMG)は、超音波計測された筋肉変形信号による連続的なデバイス制御を可能にするが、既存のSMGインタフェースは、通常、かなりのユーザとセンサーの位置情報固有のトレーニングデータを必要とし、1つの比例信号またはタスク固有の分類しか提供しない。 最小限のキャリブレーション後の1-DOF連続制御が可能なスパース光フロートラッキングに基づくリアルタイム・センサ配置に依存しないSMG制御システムを提案する(3 ポーズ定義)。 また,2-DOF制御を実現するために,コンピュータ支援キャリブレーションを短時間で行うことで,このアルゴリズムを拡張した予備的拡張を提案する。 頚髄損傷者3名と無傷者6名を対象に, 腕, 頸部, 上胴にまたがる6つのセンサ配置における1-および2-DOFシステムの性能評価を行った。 カーソル軌跡追跡タスクによって評価されたように、全ての被験者はテストされたすべてのセンサー位置(受動的組織の動きに依存するものでさえ)で連続的な1-DOF制御を達成し、全ての参加者は少なくとも1つの配置(および多くの領域で4%)を用いて5.5%のトラッキングエラーを達成した。 また、各参加者は2-DOFシステムを介して2次元カーソル位置を調整でき、制御権限のレベルは様々であり、何人かは2次元描画タスクを完了し、位置に依存しないマルチDOF連続SMG制御の最初の(私たちの知る限り)実演を構成することができた。 これらの結果から, テトラプレジアのユーザによる高速校正, 高次元, センサ配置非依存デバイス制御の実現と, 信号処理と実用システム展開の両面での重要な課題が明らかにされた。 科学的およびユーザコミュニティによるさらなる開発を可能にするため、開発アルゴリズムはSimTK(simtk.org/projects/openmyocontrol)上のOpenMyoControlプロジェクトの一部としてオープンソース化された。

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