博碩士論文 975201084 詳細資訊




以作者查詢圖書館館藏 以作者查詢臺灣博碩士 以作者查詢全國書目 勘誤回報 、線上人數:84 、訪客IP:13.58.107.78
姓名 蔡旻峰(Min-Feng Cai)  查詢紙本館藏   畢業系所 電機工程學系
論文名稱 使用類神經網路於肢體肌電訊號進行人體關節角度預測
(Prediction of Limb joint angle using EMG signals and artificial neural network)
相關論文
★ 使用梳狀濾波器於相位編碼之穩態視覺誘發電位腦波人機介面★ 應用電激發光元件於穩態視覺誘發電位之腦波人機介面判斷
★ 智慧型手機之即時生理顯示裝置研製★ 多頻相位編碼之閃光視覺誘發電位驅動大腦人機介面
★ 以經驗模態分解法分析穩態視覺誘發電位之大腦人機界面★ 利用經驗模態分解法萃取聽覺誘發腦磁波訊號
★ 明暗閃爍視覺誘發電位於遙控器之應用★ 使用整體經驗模態分解法進行穩態視覺誘發電位腦波遙控車即時控制
★ 使用模糊理論於穩態視覺誘發之腦波人機介面判斷★ 利用正向模型設計空間濾波器應用於視覺誘發電位之大腦人機介面之雜訊消除
★ 智慧型心電圖遠端監控系統★ 使用隱馬可夫模型於穩態視覺誘發之腦波人機介面判斷 與其腦波控制遙控車應用
★ 使用等階集合法與影像不均勻度修正於手指靜脈血管影像切割★ 應用小波編碼於多通道生理訊號傳輸
★ 結合高斯混合模型與最大期望值方法於相位編碼視覺腦波人機介面之目標偵測★ 利用經驗模態分解法於耳鳴病患之腦磁波穩態聽覺誘發磁場萃取
檔案 [Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   至系統瀏覽論文 ( 永不開放)
摘要(中) 由於醫學進步與科技日新月異,以及面對老年化社會勞力成本的增加,近年來醫療器材與與輔助義肢的需求越來越大。一種新的肢體輔具則是利用肌電訊號的高時間解析度,作為機械輔具的控制訊號。然而,機械輔具的角度控制與穩定性,成為此種肌電訊號為基礎之輔具設備的成功關鍵。
本研究主要目的是擷取表面肌電訊號來預測出受測者在步行時手肘關節、髖關節和膝關節角度的變化,讓肌電訊號將來可能控制機器人或者是應用在醫療輔助肢體器材上。我們使用彎曲曲率檢知器來量測關節角度變化,它擁有的線性關係來得到相對電壓,人體的肌電訊號和肢體的角度變化之關係則是使用倒傳遞類神經網路理論來預測結果,而角度預測的結果和實際量測的結果做比較;手肘關節均方根誤差約1^o~2^o,髖關節均方根誤差約7^o~8^o和膝關節角度均方根誤差約5^o~7^o。
摘要(英) Due to the coming of aging society and high labor cost, modern society has increased demands on medical instruments and assistive prostheses. One novel prosthesis which has drawn great attention is the use of electromyography (EMG) as control signal to control the movements of a prosthesis. Nevertheless, one key element to the success of these intelligent prostheses is the reliability and stability of articular angle during movements.
This study aims to develop a method for predicting the changes of articular angles during movements. The predicted articular angle can be used to facilitate the rotation stability of motor control in an artificial prosthesis. In this study, the articular angles were measured by a thin bending flex sensor. The measured articular angles were used as ground truth for performance evaluation. By recording the EMG signals as inputs and measured articular angles as outputs to an artificial neural network (ANN), the ANN predicts the angle position at next time point based on past information. The root Mean Square Error of predicted hand, hip ,and knee joint angles is 1^o~2^o , 7^o~8^o , and 5^o~7^o , respectively.
關鍵字(中) ★ 肌電訊號
★ 關節角度
★ 倒傳遞類神經網路
關鍵字(英) ★ Electromyography Signal (EMG)
★ Joints Angle
★ Back-propagation Neural Network
論文目次 中文摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 論文架構 2
第二章 以肌電波訊號為基礎發展分析系統 4
2.1 肌肉結構 4
2.2 肌肉分類 4
2.3 肌電圖 7
2.4 角度量測 8
2.5 感測器電路 9
第三章 研究方法與分析 14
3.1 系統架構 14
3.2 POWERLAB數位訊號處理器 15
3.3 生理訊號調整 17
3.4 倒傳遞類神經網路 21
3.4.1 類神經網路定義 22
3.4.2 類神經網路運作 24
3.4.3 倒傳遞類神經網路 26
3.5 倒傳類神經網路訓練辨識肌電訊號 27
第四章 實驗結果 32
4.1 實驗設計 32
4.2 曲率檢知器電路硬體應用 33
4.3 肌電訊號處理 36
4.4 實驗結果與討論 40
第五章 結論與未來展望 46
文獻參考 47
參考文獻 [1] 潘震澤,人體生理學(Human Physiology),三版,合記書局,
台北市,2005
[2] Kawamoto H, Lee S, Kanbe S, Sankai Y, “Power assist method for HAL-3 usingEMG-based feedback controller”, Proc. Int. Conf. IEEE., Systems, Man, and Cybernetics, vol. 2, pp.1648-1653, 2003.
[3]鄭恆星,「以肌電訊號與神經元為控制義肢之研究」,國立成功大學,博士論文,民國94年。
[4] Christian Fleischer and G¨unter Hommel ,“A Human--Exoskeleton Interface Utilizing Electromyography”, Proc. Int. Conf. IEEE, pp.1552-3098.2008
[5] Shahjahan Shahid, Jacqueline Walker, Gerard M. Lyons, Ciaran A. Byrne, and Anand Vishwanath Nene,“Application of higher order statistics techniques to EMG signals to characterize the motor unit action potential”, Proc. Int. Conf.IEEE.pp.0018-9294,2005
[6] 維基百科 自由百科全書 肌肉定義 取自http://www.google.com.tw/search?hl=zh-TW&biw=1276&bih=817&defl=zh-TW&q=define:%E8%82%8C%E8%82%89&sa=X&ei=vJ94TdLhLo6kuAPRubTiBw&ved=0CBgQkAE
[7]肌肉系統 取自http://www2.cnsh.mlc.edu.tw/teaching/biology/bio2/11.htm
[8]肌肉組織 取自http://hist.class.kmu.edu.tw/Basic/Muscle/index.html
[9]Elaine N.Marieb Jon Mallatt, Human Anatomy, Second Edition, Benjamin/Cummings, Canada, 1996
[10]Medicine Net.com We bring Doctor’s knowledge to you 取自 http://translate.google.com.tw/translate?hl=zh-TW&langpair=en%7Czh-TW&u=http://www.medterms.com/script/main/art.asp%3Farticlekey%3D34018
[11] ITP Sensor Workshop,by Rebecca Bray, Spring 2006,Spectra Symbol Flex
Sensor, Abrams-Gentile Flex Sensor, FlexPoint Bend Sensor取自
http://itp.nyu.edu/physcomp/sensors/Reports/Flex
[12]Distributed by:JAMECO ELECTRONICS 取自
https://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/150551.pdf
[13]蔡錦福,運算放大器原理與應用,全華科技圖書股份有限公司,台北市,民國81年。
[14]Thomas L.Floyd, ELECTRONIC DEVICES, Seventh Edition ,Courier Kendallville, Inc. Coral Graphic Service, Inc, 2005,2002,1999,1996,1992,1988,1984,
[15]香港自然基因生命科學有限公司Naturegene Life Sciences Company Limited 取自http://www.naturegenesci.com/zh-tw/shopdetail/product/20110512-11226093.html
[16]維基百科 自由百科全書 人工神經網路 取自
http://zh.wikipedia.org/wiki/類神經網路#cite_note-0
[17] Neural Network Final Project , National Taiwan University of Science and Techonology 類神經網路 取自http://neuron.csie.ntust.edu.tw/homework/93/NN/%E7%B5%90%E6%A1%88%E5%A0%B1%E5%91%8A/10/d2.html
[18]蘇木春,機器學習:類神經網路模糊系統以及基因演算法則,三版,全華科技圖書股份有限公司,台北市,民國93年。
[19]Margaret Biblis, “Motor Control Theory and Practical Applications”, LIPPINCOTT WILLIAMS&WILKINS, second edition
[20] Keynes RD, Aidley DJ. Nerve and Muscle. 2001 Cambridge: Cambridge University Press.Winter DA. Biomechanics and motor control of human movement. 1990 (2nd ed.) New York:John Wiley & Sons. 取自http://homepage.mac.com/wis/Personal/lectures/musculoskeletal/IntroductionToEMG.pdf
指導教授 李柏磊(Po-Lei Lee) 審核日期 2011-8-24
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   
網路書籤 Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡  - 隱私權政策聲明