МЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ

Втрата функціональності кінцівок завдає значного дискомфорту людині, відчутно впливає на якість її життя. На сьогодні удосконалення міоелектричних протезів, які нині є найсучаснішими, здатне усунути існуючі недоліки та покращити життя їх користувачів у цілому. У роботі запропоновано метод модифікац...

Descripción completa

Guardado en:

Detalles Bibliográficos
Autores principales:	Вячеслав Кузовик, Дмитро Яковенко, Олена Монченко, Євгенія Тищенко
Formato:	article
Lenguaje:	EN RU UK
Publicado:	Kherson National Technical University 2021
Materias:	Electronics TK7800-8360 Medical technology R855-855.5
Acceso en línea:	https://doaj.org/article/ab8f68cedfa141dfbc2051cc492640b4
Etiquetas:	Agregar Etiqueta Sin Etiquetas, Sea el primero en etiquetar este registro!

id	oai:doaj.org-article:ab8f68cedfa141dfbc2051cc492640b4
record_format	dspace
institution	DOAJ
collection	DOAJ
language	EN RU UK
topic	Electronics TK7800-8360 Medical technology R855-855.5
spellingShingle	Electronics TK7800-8360 Medical technology R855-855.5 Вячеслав Кузовик Дмитро Яковенко Олена Монченко Євгенія Тищенко МЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
description	Втрата функціональності кінцівок завдає значного дискомфорту людині, відчутно впливає на якість її життя. На сьогодні удосконалення міоелектричних протезів, які нині є найсучаснішими, здатне усунути існуючі недоліки та покращити життя їх користувачів у цілому. У роботі запропоновано метод модифікації блоку обробки електроміографічних сигналів за допомогою нейронної мережі. Важливим аспектом рішення про використання нейронних мереж для протезів з біоелектричним управлінням є їх універсальність та спрощення навчання пацієнта використовувати протез в побутових справах. Нейронні мережі станом на 2021 рік дуже сильно розвилися та охопили кожну із сфер. Їх метод навчання є не надто складним завданням та не потребуються зайвого втручання. Однак, існує й протилежна сторона, яка полягає в зборі матеріалу для навчання цієї мережі. Вік, вага, зріст, розмір культі – всі ці аспекти впливають на значення вихідних електроміографічних сигналів, тому це потребує великої бази та опису кожного із сигналів. Міоелектричні протези на сьогодні вважаються найдосконалішими, вони перетворюють м'язову активність в інформацію, яку обробляє процесор та дає сигнал для електродвигунів, які в свою чергу використовують для управління рухами штучних кінцівок. Оскільки для роботи використовуються батарея і електронні двигуни, для роботи міоелектричного протезу не потрібно ніяких громіздких ременів або запряжки. Основними недоліками цього виду протезів в даний час є їх вага і вартість. Їх велика вага обумовлена перш за все тим, що міоелектричний протез містить батарею і електродвигуни, і, на відміну від протезів, що приводяться в дію тілом, не використовує ніяких джгутів для врівноваження ваги по всьому тілу. Іншим недоліком міоелектричних протезів є вартість. Хоча в даний час він дорожче, ніж інші види протезів, він також пропонує кращу якість як щодо косметики, так і функціональності. Пропонована система управління біоелектричним протезом з модулем пристрою позиційного сприйняття дозволяє фахівцям в природному режимі отримати інформацію про становище пальців кисті, про початок руху, закінчення руху і процес самого руху. Позитивний ефект методу полягає в наступному: забезпечується зручність користування протезом при самообслуговуванні, підвищується точність координації позиційного положення пальців і дозування зусилля, завдяки чому скорочується час виконання робочих операцій при виконанні цілеспрямованих дій. Так як система працює тільки для прийняття та обробки електроміографічного сигналу, основним модифікованим блоком буде являтися електронний блок управління переміщенням пальців штучної кисті. Саме він відповідає за прийняття рішень, які саме вхідні дані будуть приймати наступні елементи в схемі. Процес вибору найоптимальнішої відповіді складний, це означає, що основну частину ціни кінцевого продукту закріплює на собі алгоритм прийняття рішення. Саме тому застосування нейронної мережі в цьому блоці є розумним с точки зору ціни та доступності, бо алгоритм роботи та навчання мережі не буде різнитися від стану, віку та статі людини. Подальше навчання нейронної мережі можна поділити на декілька етапів, а саме знаходження результатів нейронів, підрахунок результату похибки за епоху, знаходження помилок в кожному шарі, зміна коефіцієнтів ваги між нейронами та наступне зберігання коефіцієнтів ваги у підключену базу даних. Таким чином, було розроблено метод, що допоможе вирішити сучасні недоліки активних міоелектричних протезів, а саме ціну та доступність для широких мас споживачів. Матеріали роботи можуть бути використані в практичній діяльності фахівців, які працюють в медичній та біомедичній галузях.
format	article
author	Вячеслав Кузовик Дмитро Яковенко Олена Монченко Євгенія Тищенко
author_facet	Вячеслав Кузовик Дмитро Яковенко Олена Монченко Євгенія Тищенко
author_sort	Вячеслав Кузовик
title	МЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
title_short	МЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
title_full	МЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
title_fullStr	МЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
title_full_unstemmed	МЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
title_sort	метод протезування передпліччя з використанням нейронної мережі
publisher	Kherson National Technical University
publishDate	2021
url	https://doaj.org/article/ab8f68cedfa141dfbc2051cc492640b4
work_keys_str_mv	AT vâčeslavkuzovik metodprotezuvannâperedplíččâzvikoristannâmnejronnoímereží AT dmitroâkovenko metodprotezuvannâperedplíččâzvikoristannâmnejronnoímereží AT olenamončenko metodprotezuvannâperedplíččâzvikoristannâmnejronnoímereží AT êvgeníâtiŝenko metodprotezuvannâperedplíččâzvikoristannâmnejronnoímereží
_version_	1718415933050978304
spelling	oai:doaj.org-article:ab8f68cedfa141dfbc2051cc492640b42021-11-24T06:57:32ZМЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ2311-1100https://doaj.org/article/ab8f68cedfa141dfbc2051cc492640b42021-04-01T00:00:00Zhttp://journals.uran.ua/biofbe/article/view/229267https://doaj.org/toc/2311-1100 Втрата функціональності кінцівок завдає значного дискомфорту людині, відчутно впливає на якість її життя. На сьогодні удосконалення міоелектричних протезів, які нині є найсучаснішими, здатне усунути існуючі недоліки та покращити життя їх користувачів у цілому. У роботі запропоновано метод модифікації блоку обробки електроміографічних сигналів за допомогою нейронної мережі. Важливим аспектом рішення про використання нейронних мереж для протезів з біоелектричним управлінням є їх універсальність та спрощення навчання пацієнта використовувати протез в побутових справах. Нейронні мережі станом на 2021 рік дуже сильно розвилися та охопили кожну із сфер. Їх метод навчання є не надто складним завданням та не потребуються зайвого втручання. Однак, існує й протилежна сторона, яка полягає в зборі матеріалу для навчання цієї мережі. Вік, вага, зріст, розмір культі – всі ці аспекти впливають на значення вихідних електроміографічних сигналів, тому це потребує великої бази та опису кожного із сигналів. Міоелектричні протези на сьогодні вважаються найдосконалішими, вони перетворюють м'язову активність в інформацію, яку обробляє процесор та дає сигнал для електродвигунів, які в свою чергу використовують для управління рухами штучних кінцівок. Оскільки для роботи використовуються батарея і електронні двигуни, для роботи міоелектричного протезу не потрібно ніяких громіздких ременів або запряжки. Основними недоліками цього виду протезів в даний час є їх вага і вартість. Їх велика вага обумовлена перш за все тим, що міоелектричний протез містить батарею і електродвигуни, і, на відміну від протезів, що приводяться в дію тілом, не використовує ніяких джгутів для врівноваження ваги по всьому тілу. Іншим недоліком міоелектричних протезів є вартість. Хоча в даний час він дорожче, ніж інші види протезів, він також пропонує кращу якість як щодо косметики, так і функціональності. Пропонована система управління біоелектричним протезом з модулем пристрою позиційного сприйняття дозволяє фахівцям в природному режимі отримати інформацію про становище пальців кисті, про початок руху, закінчення руху і процес самого руху. Позитивний ефект методу полягає в наступному: забезпечується зручність користування протезом при самообслуговуванні, підвищується точність координації позиційного положення пальців і дозування зусилля, завдяки чому скорочується час виконання робочих операцій при виконанні цілеспрямованих дій. Так як система працює тільки для прийняття та обробки електроміографічного сигналу, основним модифікованим блоком буде являтися електронний блок управління переміщенням пальців штучної кисті. Саме він відповідає за прийняття рішень, які саме вхідні дані будуть приймати наступні елементи в схемі. Процес вибору найоптимальнішої відповіді складний, це означає, що основну частину ціни кінцевого продукту закріплює на собі алгоритм прийняття рішення. Саме тому застосування нейронної мережі в цьому блоці є розумним с точки зору ціни та доступності, бо алгоритм роботи та навчання мережі не буде різнитися від стану, віку та статі людини. Подальше навчання нейронної мережі можна поділити на декілька етапів, а саме знаходження результатів нейронів, підрахунок результату похибки за епоху, знаходження помилок в кожному шарі, зміна коефіцієнтів ваги між нейронами та наступне зберігання коефіцієнтів ваги у підключену базу даних. Таким чином, було розроблено метод, що допоможе вирішити сучасні недоліки активних міоелектричних протезів, а саме ціну та доступність для широких мас споживачів. Матеріали роботи можуть бути використані в практичній діяльності фахівців, які працюють в медичній та біомедичній галузях. Вячеслав Кузовик Дмитро Яковенко Олена Монченко Євгенія Тищенко Kherson National Technical UniversityarticleElectronicsTK7800-8360Medical technologyR855-855.5ENRUUKBiomedicinskaâ Inženeriâ i Èlektronika, Iss 1 (2021)

МЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ

Ejemplares similares