Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Lima, Caio
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
BRAÇOS ROBÓTICOS
MYO
ROS
ROBOT OPERATION SYSTEM
PRÓTESE
PYTHON
SCIKIT-LEARN
ELETROMIOGRÁFICOS DE SUPERFÍCIE
SIMULADORES
PROSTHETICS
ROBOTIC ARMS
SURFACE ELECTROMYOGRAPHY
SIMULATOR
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA INFORMAÇÃO - UFABC
Link de acesso: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124700
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Ricardo Suyama
id UFBC_2a3dc4f69a5c10d874900f0495499a10
oai_identifier_str oai:BDTD:124700
network_acronym_str UFBC
network_name_str Repositório Institucional da UFABC
repository_id_str
spelling Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinasBRAÇOS ROBÓTICOSMYOROSROBOT OPERATION SYSTEMPRÓTESEPYTHONSCIKIT-LEARNELETROMIOGRÁFICOS DE SUPERFÍCIESIMULADORESPROSTHETICSROBOTIC ARMSSURFACE ELECTROMYOGRAPHYSIMULATORPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA INFORMAÇÃO - UFABCOrientador: Prof. Dr. Ricardo SuyamaCoorientador: Prof. Dr. Filipe Ieda FazanaroDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, Santo André, 2022.Aproximadamente 7% da população brasileira possui alguma deficiência motora, sendo que este público tem de maneira geral uma maior vulnerabilidade social. Visando mitigar estes impactos, tecnologias assistivas como próteses de membros superiores têm sido desenvolvidas, em especial as que se utilizam de sinais eletromiográficos de superfície (sEMG). Aproximadamente 7% da população brasileira possui alguma deficiência motora, sendo que este público tem de maneira geral uma maior vulnerabilidade social. Visando mitigar estes impactos, tecnologias assistivas como próteses de membros superiores têm sido desenvolvidas, em especial as que se utilizam de sinais eletromiográficos de superfície (sEMG). Apesar de diversas dessas próteses possuírem elevada taxa de acerto (acima de 90% em alguns casos), elas têm um custo médio bastante elevado, da ordem de $50 mil dólares. Em vista destas dificuldades, ferramentas e softwares de simulação têm sido desenvolvidos com objetivo de melhorar o uso das próteses já existentes bem como facilitar o seu desenvolvimento, e assim buscar a redução dos preços destes aparelhos. Com base nestes objetivos, foi desenvolvido um simulador de código aberto controlado por sinais sEMG que busca de maneira prática e econômica realizar a captura e processamento destes sinais e suas respectivas posições (separadas por categorias) e, além disso, realizar a simulação de próteses de membros superiores e braços robóticos, representando adequadamente os movimentos de flexão e extensão do cotovelo. Para esta tarefa, o simulador foi separado em três módulos, sendo o primeiro o módulo de obtenção de sinais sEMG conjuntamente com a captura do ângulo de flexão e extensão do cotovelo, utilizando-se uma webcam comum para registrar os ângulos de extensão e flexão do cotovelo e o dispositivo Myo, da empresa Thalmic Labs, para a obtenção dos sinais sEMG. O segundo módulo é o responsável pelo treinamento dos sinais sEMG e geração de classificadores utilizando a linguagem Python, conjuntamente com a biblioteca scikit-learn, e o terceiro módulo responsável por realizar a simulação do braço robótico utilizando-se do software de simulação Gazebo, conjuntamente com o software de controle ROS 2. Obteve-se com esses m'módulos ferramentas que permitem flexibilidade na captura de sinais sEMG, visualização, treinamento e projeto de classificadores, bem como uma interface gráfica simples de modelagem e simulação de braços robóticos.Approximately 7% of the Brazilian population has some motor disability, and this public is generally more socially vulnerable. To mitigate these impacts, assistive technologies such as upper limb prostheses have been developed, especially those that use surface electromyographic signals (sEMG). Although several of these prostheses have a high success rate (above 90% in some cases), they have a very high average cost, on the order of $50,000 dollars. Given these difficulties, simulation tools and software have been developed to improve the use of existing prostheses as well as facilitate their development, thus seeking to reduce the prices of these devices. Based on these objectives, an open-source simulator controlled by sEMG signals was developed that seeks to capture and process these signals in a practical and economical way and their respective positions (separated by categories) and, in addition, to simulate prostheses of upper limbs and robotic arms, adequately representing the flexion and extension movements of the elbow. For this task, the simulator was separated into three modules, the first being the module for obtaining sEMG signals together with capturing the angle of flexion and extension of the elbow, using a common webcam to record the angles of extension and elbow flexion and the Myo device, from Thalmic Labs, to obtain sEMG signals. The second module is responsible for training the sEMG signals and generating classifiers using the Python language, together with the scikit-learn library, and the third module is responsible for performing the simulation of the robotic arm using the Gazebo simulation software, together with with the ROS 2 control software. With these modules, tools were obtained that allow flexibility in capturing sEMG signals, visualization, training, and design of classifiers, as well as a simple graphical interface for modeling and simulating robotic arms.Suyama, RicardoFazanaro, Filipe IedaMoura, Fernando Silva deCosta, Thiago Bulhões da SilvaLima, Caio2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf104 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124700http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124700&midiaext=80960Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=124700porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-08-17T14:45:41Zoai:BDTD:124700Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2023-08-17T14:45:41Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
dc.title.none.fl_str_mv Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinas
title Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinas
spellingShingle Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinas
Lima, Caio
BRAÇOS ROBÓTICOS
MYO
ROS
ROBOT OPERATION SYSTEM
PRÓTESE
PYTHON
SCIKIT-LEARN
ELETROMIOGRÁFICOS DE SUPERFÍCIE
SIMULADORES
PROSTHETICS
ROBOTIC ARMS
SURFACE ELECTROMYOGRAPHY
SIMULATOR
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA INFORMAÇÃO - UFABC
title_short Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinas
title_full Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinas
title_fullStr Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinas
title_full_unstemmed Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinas
title_sort Plataformas de código aberto para simulação, captura de sinais miográficos e visão computacional para análise cinemática e classificação de movimentos utilizando aprendizado de máquinas
author Lima, Caio
author_facet Lima, Caio
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Suyama, Ricardo
Fazanaro, Filipe Ieda
Moura, Fernando Silva de
Costa, Thiago Bulhões da Silva
dc.contributor.author.fl_str_mv Lima, Caio
dc.subject.por.fl_str_mv BRAÇOS ROBÓTICOS
MYO
ROS
ROBOT OPERATION SYSTEM
PRÓTESE
PYTHON
SCIKIT-LEARN
ELETROMIOGRÁFICOS DE SUPERFÍCIE
SIMULADORES
PROSTHETICS
ROBOTIC ARMS
SURFACE ELECTROMYOGRAPHY
SIMULATOR
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA INFORMAÇÃO - UFABC
topic BRAÇOS ROBÓTICOS
MYO
ROS
ROBOT OPERATION SYSTEM
PRÓTESE
PYTHON
SCIKIT-LEARN
ELETROMIOGRÁFICOS DE SUPERFÍCIE
SIMULADORES
PROSTHETICS
ROBOTIC ARMS
SURFACE ELECTROMYOGRAPHY
SIMULATOR
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA INFORMAÇÃO - UFABC
description Orientador: Prof. Dr. Ricardo Suyama
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124700
url http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124700
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124700&midiaext=80960
Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=124700
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
104 f. : il.
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFABC
instname:Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron:UFABC
instname_str Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron_str UFABC
institution UFABC
reponame_str Repositório Institucional da UFABC
collection Repositório Institucional da UFABC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801502168624136192

Registros relacionados