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通过EMG测量驱动的假肢智能和自适应控制
来源:delsys表面肌电脑电分析系统_EMG_EEG_人因工程 | 发布时间:2022/10/24 20:45:05 | 浏览次数:

D模型和组件

大规模部署低成本假肢的手册现在可以在互联网上找到。网站,如

e-NABLE[7]提供了机械式假肢制造手册。其中一种设计是

如图1.1所示。弯曲手腕或肘部可通过电缆结构触发假手闭合。

手允许使用者将假肢装置用于简单的应用,例如,握住物体或骑马

自行车。像伸展食指按下按钮或做手指手势这样的精细动作是不可能的。

图1.1:一个开源3D打印假手机械驱动。

因此,需要另一种控制假肢的方法。肌电图(EMG)是一种很有前途的技术向量x与

计算训练集D。考虑K个最小距离。如果测试和培训属于同一类

指标函数(3.8)为1。将正确分类的总和除以K,得出c类的概率。

p(y=c|x,D,K)=

1.

K

十、

我∈NK(x,D)

I(yi=c)(3.7)

我(e)=

¨

1如果e为真

0 i f e为假

(3.8)

如果训练数据D属于一个假定类别c,则该等式给出了可能性

必须计算组合。之后,属于最大似然的类是预测类。

c∗ = arg最大值

c∈C

{p(y=c|x,D,K)},(3.9)

其中c∗ 是预测类[4]。当K=1时,该算法被简单地称为最近邻(NN)。在这种情况下,

这个决定是基于一个简单的观点。在有噪声的数据中,神经网络往往表现得很差,因为它过盈。另一方面

过大的K值会平滑决策边界,并对分类的分辨率产生不利影响。

3.3支持向量机

在最简单的形式中,支持向量机(SVM)是一种二进制分类器,它可以区分两个线性

可分离类。如果在训练之前对数据应用核函数,它也可以用作非线性分类器

以及测试。由于支持向量是在训练步骤期间计算的,这表示

对于时间关键型应用,SVM可能比KNN更快地进行分类。

9

图3.2:该图显示了将两个类加(+)和减(-)分开的超平面。这是一个例子

二维情况。圈出的数据点是支持向量[4]。超平面由

w⊤x+b=0,边距宽度d=2m

||w||。

支持向量机背后的思想是找到一个将两个类分开的决策边界

边界的宽度尽可能宽。超平面

w⊤x+b=0,(3.10)

其中w是正态项,b是偏置项。边距的宽度是距离

之间

w⊤x+b+m=0和

w⊤x+b− m=0。

(3.11)

其定义如下

d天=

200万

||w(重量)||

. (3.12)

为了最大化决策边界,||w||必须最小化,因此1

2||w||2也可以最小化[4]。这导致

遵循二次约束优化问题

(w)∗, b∗) = arg最大值

w、 b)

1.

2.

||w||2(3.13)

服从yi(w·x

我− b)≥ 1, 1 ≤ 我≤ n

它可以用拉格朗日函数求解

(w,b,1,…,n)=

1.

2.

||w||2−

Xn公司

i=1

i(yi(w·x

我− b)− 1)

=

1.

2.

||w||2−

Xn公司

i=1

依(w·x

i)+

Xn公司

i=1

i一b+

Xn公司

i=1

=

1.

2.

w·w−w(重量)·

Xn公司

i=1

依依

x(x)

Œ

+b)

Xn公司

i=1

依依

Œ

+

Xn公司

i=1

(3.14)

为了最大化拉格朗日函数,必须计算关于w和b的梯度。

∇w、 b)

(w,b,1,…,n)=0

(3.15)

10

求解所得方程组

@ 

@w(重量)

= 0

@ 

@b)

= 0 (3.16)

w−

Xn公司

i=1

 
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