在机器人应用中用于人机接口的新型近E场地形传感器
Dariusz J Skoraczynski1, Chao Chen1
1Laboratory of Motion Generation and Analysis (LMGA), Monash University, Clayton, VIC 3800, Australia.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 13, 2024
概括
这项研究引入了用于机器人人机界面的新型近E场传感器. 这些传感器准确地检测肌肉活动,精确预测四肢运动,增强人机交互.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物医学工程 生物医学工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 人机界面 (HMI) 需要直观的控制方法.
- 感知肌肉活动对于先进的机器人应用至关重要.
- 现有的肌肉感应方法可能是侵入性的或计算密集的.
研究的目的:
- 为机器人HMI引入和验证一种新的非接触式近E场传感技术.
- 为了评估传感器在检测由于肌肉激活而导致肢体地形的微妙变化方面的性能.
- 为了证明传感器在实时意图检测和关节角度预测方面的潜力.
主要方法:
- 利用近E场传感来测量四肢表面的地形变化.
- 评估的传感器特性:准确性,歇斯底里和分辨率.
- 对手和手指运动进行分析的传感器输出,以检测意图.
- 采用卷积神经网络用于在9个自由度的关节角度预测.
主要成果:
- 接近电子场传感器展示了无接触,低噪音和低计算成本的肌肉活动传感.
- 传感器验证证实了精度,歇斯底里和分辨率的可靠性能.
- 原始传感器数据对肌肉激活检测具有很高的相关性.
- 在指/手腕下达到了6度以下的平方根平均误差 (RMSE),在指关节角度预测中达到了11度.
结论:
- 新的近E场传感技术显示了机器人HMI应用的重大前景.
- 传感器能够提供有针对性的肌肉激活数据,这有助于有效地检测意图.
- 这种方法为先进的人机交互系统提供了可行的高性能解决方案.


