Εμφάνιση απλής εγγραφής

Development and electromyographic control of a bionic robotic arm via a neural network for gesture recognition

dc.contributor.advisorKandris, Dionisis
dc.contributor.authorΜονιάκη, Ελένη
dc.date.accessioned2025-03-05T12:54:49Z
dc.date.available2025-03-05T12:54:49Z
dc.date.issued2025-02-27
dc.identifier.urihttps://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/8566
dc.description.abstractThis diploma thesis focuses on the development of a bionic robotic arm. Its operation is controlled by an artificial intelligence model designed to classify surface electromyographic (sEMG) signals. The prosthetic limb is primarily composed of 3D printed components and servomotors responsible for actuating individual hand digits. This robotic system mirrors the user’s hand gestures in real-time by acquiring, processing and classifying electromyographic data. These data are gathered from three sensors which are placed on the forearm muscles located near the elbow, using electrodes. The proposed classifier is a multilayer perceptron model, which was trained on feature vectors extracted from data segments. To evaluate the efficacy of this classifier, the segment length and overlap size were altered and each time the prediction accuracy was examined by computing key metrics such as the F1 score and confusion matrix. This diploma thesis concludes with a series of observations on the system’s behavior, along with methods that could be implemented in the future to further refine and optimize the proposed electromyographic data-driven controller.el
dc.format.extent173el
dc.language.isoenel
dc.publisherΠανεπιστήμιο Δυτικής Αττικήςel
dc.rightsΑναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές*
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Διεθνές*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectElectromyographyel
dc.subjectArm anatomyel
dc.subjectProsthetic limbel
dc.subject3D Printingel
dc.subjectData acquisitionel
dc.subjectDigital signal processingel
dc.subjectFeature extractionel
dc.subjectArtificial neural networksel
dc.subjectGesture classificationel
dc.subjectΗλεκτρομυογράφημαel
dc.titleDevelopment and electromyographic control of a bionic robotic arm via a neural network for gesture recognitionel
dc.title.alternativeΑνάπτυξη και ηλεκτρομυογραφικός έλεγχος βιονικού ρομποτικού χεριού μέσω νευρωνικού δικτύου για την αναγνώριση χειρονομιώνel
dc.typeΔιπλωματική εργασίαel
dc.contributor.committeeAlexandridis, Alex
dc.contributor.committeeΠάτσης, Γεώργιος
dc.contributor.facultyΣχολή Μηχανικώνel
dc.contributor.departmentΤμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικώνel
dc.description.abstracttranslatedΤο αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός βιονικού ρομποτικού χεριού, η λειτουργία του οποίου ελέγχεται μέσω ενός μοντέλου τεχνητής νοημοσύνης σχεδιασμένου να κατηγοριοποιεί επιφανειακά ηλεκτρομυογραφικά σήματα. Το προσθετικό μέλος αποτελείται κυρίως από πλαστικά εκτυπωμένα εξαρτήματα και σερβοκινητήρες υπεύθυνους για την κίνηση των μεμονωμένων δαχτύλων. Το συγκεκριμένο ρομποτικό σύστημα καθρεπτίζει τις χειρονομίες του χρήστη σε πραγματικό χρόνο αφού επεξεργαστεί και κατηγοριοποιήσει ηλεκτρομυογραφικά δεδομένα, τα οποία συλλέγονται από τρεις αισθητήρες που τοποθετούνται στους μύες του αντιβράχιου που βρίσκονται κοντά στον αγκώνα. Το προτεινόμενο μοντέλο κατηγοριοποίησης είναι ένα νευρωνικό δίκτυο τύπου multilayer perceptron, το οποίο εκπαιδεύτηκε με ένα σύνολο διανυσμάτων από χαρακτηριστικά που εξήχθησαν από τμήματα δεδομένων. Για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας αυτού του κατηγοριοποιητή, μεταβλήθηκαν το μήκος των τμημάτων και το μέγεθος της αλληλοεπικάλυψης και κάθε φορά η ακρίβεια πρόβλεψης εξετάστηκε υπολογίζοντας μετρικές όπως το log loss, F1 score και confusion matrix. Η παρούσα διπλωματική εργασία ολοκληρώνεται με μια σειρά παρατηρήσεων σχετικά με την συμπεριφορά του ολοκληρωμένου συστήματος, καθώς και με διάφορες μεθόδους που θα μπορούσαν να εφαρμοστούν μελλοντικά, για να βελτιωθεί και βελτιστοποιηθεί περαιτέρω ο προτεινόμενος οδηγούμενος από ηλεκτρομυογραφικά δεδομένα ελεγκτής.el


Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο

Thumbnail

Αυτό το τεκμήριο εμφανίζεται στις ακόλουθες συλλογές

Εμφάνιση απλής εγγραφής

Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές