Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Gouveia, Eber Lawrence Souza
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: Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Biomédica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34778
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.112
Resumo: In recent years, several studies have been looking for better ways for controlling upper-limb prostheses. However, current prosthesis control methods are still far from reaching the characteristics of the human limb, such as handling different degrees of freedom naturally and automatically. Furthermore, control systems based on the traditional Direct Control approach cannot provide many grasp types as the control complexity increases exponentially and consequently increases the required cognitive load of the user. Observing these limitations, this work presents a semi-autonomous control system, which uses a neuromorphic camera attached to the prosthesis for selecting the type of grasp and correct the angle of the prosthesis wrist according to the shape and angle of the desired object, respectively. Furthermore, the system can segment the desired object from the others contained in a single scene. Finally, two pickand-place experiments were carried out with volunteers, the first using the proposed semiautonomous control system and the second using a manual control system, based on switching movements through blocks. In addition, the NASA-TLX questionnaire was used to subjectively verify the level of workload during the experiments.
id UFU_be0fa732587f6d77c353cf3cabe2dd1f
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/34778
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricasSemi-autonomous system based on neuromorphic vision for control of myoelectric prosthesesControle de prótesesVisão neuromórficaSistema de controle semiautônomoProsthesis controlNeuromorphic visionSemi-autonomous control systemCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TECNOLOGIA DE PROTESESCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TECNOLOGIA DE PROTESESEngenharia biomédicaPrótese de ligamentosBraços - PróteseIn recent years, several studies have been looking for better ways for controlling upper-limb prostheses. However, current prosthesis control methods are still far from reaching the characteristics of the human limb, such as handling different degrees of freedom naturally and automatically. Furthermore, control systems based on the traditional Direct Control approach cannot provide many grasp types as the control complexity increases exponentially and consequently increases the required cognitive load of the user. Observing these limitations, this work presents a semi-autonomous control system, which uses a neuromorphic camera attached to the prosthesis for selecting the type of grasp and correct the angle of the prosthesis wrist according to the shape and angle of the desired object, respectively. Furthermore, the system can segment the desired object from the others contained in a single scene. Finally, two pickand-place experiments were carried out with volunteers, the first using the proposed semiautonomous control system and the second using a manual control system, based on switching movements through blocks. In addition, the NASA-TLX questionnaire was used to subjectively verify the level of workload during the experiments.Dissertação (Mestrado)Nos últimos anos, diversos trabalhos têm buscado melhores formas de realizar o controle de próteses de membro superior. Porém, os métodos atuais de controle de próteses ainda estão longe de atingir as características do membro humano, como controlar diversos graus de liberdade de forma natural e automática. Além disso, os sistemas de controle baseados na abordagem tradicional de Controle Direto não podem fornecer muitos tipos de preensão, pois a complexidade de controle aumenta exponencialmente e, consequentemente, aumenta a carga cognitiva necessária do usuário. Observando tais limitações, este trabalho apresenta um sistema de controle semiautônomo, que utiliza uma câmera neuromórfica acoplada à prótese para selecionar o tipo de preensão e corrigir o ângulo do punho da prótese de acordo com a forma e ângulo do objeto almejado, respectivamente. Além disso, o sistema pode segmentar o objeto almejado dos demais contidos em uma única cena. Por fim, foram realizados dois experimentos pick-and-place com voluntários, sendo o primeiro utilizando o sistema de controle semiautônomo proposto e o segundo com um sistema de controle manual, baseado na comutação de movimentos por meio de blocos. Além disso, foi utilizado o questionário NASATLX para verificar o nível de carga de trabalho durante os experimentos de forma subjetiva.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia BiomédicaSoares, Alcimar Barbosahttp://lattes.cnpq.br/9801031941805250Cunha, Marcio José dahttp://lattes.cnpq.br/5012626154282569Rocha, Adson Ferreira dahttp://lattes.cnpq.br/1141716826787805Gouveia, Eber Lawrence Souza2022-04-18T18:04:26Z2022-04-18T18:04:26Z2022-03-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfGouveia, Eber Lawrence Souza. Sistema Semi-autônomo Baseado em Visão Neuromórfica para Controle de Próteses Mioelétricas. 2022. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.112.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34778http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.112porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2022-04-19T06:17:57Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/34778Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2022-04-19T06:17:57Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricas
Semi-autonomous system based on neuromorphic vision for control of myoelectric prostheses
title Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricas
spellingShingle Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricas
Gouveia, Eber Lawrence Souza
Controle de próteses
Visão neuromórfica
Sistema de controle semiautônomo
Prosthesis control
Neuromorphic vision
Semi-autonomous control system
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TECNOLOGIA DE PROTESES
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TECNOLOGIA DE PROTESES
Engenharia biomédica
Prótese de ligamentos
Braços - Prótese
title_short Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricas
title_full Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricas
title_fullStr Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricas
title_full_unstemmed Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricas
title_sort Sistema semi-autônomo baseado em visão neuromórfica para controle de próteses mioelétricas
author Gouveia, Eber Lawrence Souza
author_facet Gouveia, Eber Lawrence Souza
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Soares, Alcimar Barbosa
http://lattes.cnpq.br/9801031941805250
Cunha, Marcio José da
http://lattes.cnpq.br/5012626154282569
Rocha, Adson Ferreira da
http://lattes.cnpq.br/1141716826787805
dc.contributor.author.fl_str_mv Gouveia, Eber Lawrence Souza
dc.subject.por.fl_str_mv Controle de próteses
Visão neuromórfica
Sistema de controle semiautônomo
Prosthesis control
Neuromorphic vision
Semi-autonomous control system
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TECNOLOGIA DE PROTESES
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TECNOLOGIA DE PROTESES
Engenharia biomédica
Prótese de ligamentos
Braços - Prótese
topic Controle de próteses
Visão neuromórfica
Sistema de controle semiautônomo
Prosthesis control
Neuromorphic vision
Semi-autonomous control system
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TECNOLOGIA DE PROTESES
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TECNOLOGIA DE PROTESES
Engenharia biomédica
Prótese de ligamentos
Braços - Prótese
description In recent years, several studies have been looking for better ways for controlling upper-limb prostheses. However, current prosthesis control methods are still far from reaching the characteristics of the human limb, such as handling different degrees of freedom naturally and automatically. Furthermore, control systems based on the traditional Direct Control approach cannot provide many grasp types as the control complexity increases exponentially and consequently increases the required cognitive load of the user. Observing these limitations, this work presents a semi-autonomous control system, which uses a neuromorphic camera attached to the prosthesis for selecting the type of grasp and correct the angle of the prosthesis wrist according to the shape and angle of the desired object, respectively. Furthermore, the system can segment the desired object from the others contained in a single scene. Finally, two pickand-place experiments were carried out with volunteers, the first using the proposed semiautonomous control system and the second using a manual control system, based on switching movements through blocks. In addition, the NASA-TLX questionnaire was used to subjectively verify the level of workload during the experiments.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-04-18T18:04:26Z
2022-04-18T18:04:26Z
2022-03-29
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 Gouveia, Eber Lawrence Souza. Sistema Semi-autônomo Baseado em Visão Neuromórfica para Controle de Próteses Mioelétricas. 2022. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.112.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34778
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.112
identifier_str_mv Gouveia, Eber Lawrence Souza. Sistema Semi-autônomo Baseado em Visão Neuromórfica para Controle de Próteses Mioelétricas. 2022. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.112.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34778
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.112
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Biomédica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Biomédica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1827843435123441664