กรุณาใช้ตัวระบุนี้เพื่ออ้างอิงหรือเชื่อมต่อรายการนี้:
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/13155
ระเบียนเมทาดาทาแบบเต็ม
ฟิลด์ DC | ค่า | ภาษา |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | ภาสกร เวสสะโกศล | - |
dc.contributor.author | ธนัท ธนอัศวพล | - |
dc.date.accessioned | 2020-10-05T03:54:30Z | - |
dc.date.available | 2020-10-05T03:54:30Z | - |
dc.date.issued | 2019 | - |
dc.identifier.uri | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/13155 | - |
dc.description | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม. (วิศวกรรมเครื่องกล))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2562 | en_US |
dc.description.abstract | In today's world, technology plays an important role in every industry as well as in our personal lives. One of the entire applications is a medical technology used for physiotherapy of upper limbs. The rehabilitation activities involve the muscle force stimulation using robot-assisted-exercise-based rehabilitation. However, the development of autonomous robotic trainers always requires multi-axis force sensors, which are so costly. Typically, the force sensors are associated with their specific controller boxes, which are slightly complex systems. Therefore, this research aims to develop EMG-based muscle force estimation using artificial neural networks and support vector machine methods. This technique was successfully implemented in the prototype device of the one-DOF assistive robot for upper limb rehabilitation. Initially, a set of pilot experiments was carried out i.e. (1) the force sensor calibration test, (2) frictional force calibration test (in case of resistance applied against the robot movement), (3) the experiment to identify the appropriate EMG electrode locations by comparing two muscle positions consisting of the forearm muscles and the Biceps/Triceps muscles, and (4) the test to determine the sample sizes for calculating the features of the data set. Afterwards, the substantive experiments have been delivered. There are off-line and real-time muscle force prediction tests based on the artificial neural networks and support vector machine algorithms. According to the off-line EMG-based force estimation, it revealed two preliminary tests consisting of the first test involving to the study of the relation between the qualitative performance of the model estimations and the various frictional forces applied and the second relating to the investigation of the relationship between the model estimation performances and the hand movement speeds. Additionally, the real-time muscle force experiment was introduced to compare the accuracy of model force estimation between the artificial neural network model and support vector machine schemes based on radial basis kernel function. The experimental results show that mathematical models developed based on both methods can be considered acceptable for the EMG-based force estimation in the upper-limb treatment. The efficiency of the off-line force prediction is inversely proportional to the frictional forces and the velocity of the hand movement. In addition, the result of real-time estimation found that the mathematical models developed using the artificial neural network method were superior in the force estimating than mathematical models developed using the support vector machine. Therefore, the EMG-based muscle force estimation using both methods can be further implemented in the one-DOF upper limb rehabilitation robot. | - |
dc.language.iso | th | en_US |
dc.publisher | มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ | en_US |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ | * |
dc.subject | การบันทึกคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ | en_US |
dc.subject | แขน กล้ามเนื้อ เครื่องมือและอุปกรณ์ | en_US |
dc.title | การประมาณแรงกล้ามเนื้อด้วยคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อในการทำกายภาพบำบัดกล้ามเนื้อแขน | en_US |
dc.title.alternative | Muscle Force Estimation with Surface Electromyography in Upper Limb Stroke Rehabilitation | en_US |
dc.type | Thesis | en_US |
dc.contributor.department | Faculty of Engineering Mechanical Engineering | - |
dc.contributor.department | คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล | - |
dc.description.abstract-th | ปัจจุบันมีการนําเทคโนโลยีมาประยุกต์ใช้กับการแพทย์ในหลากหลายด้าน เช่น การนํา หุ่นยนต์มาใช้เพื่อช่วยทํากายภาพบําบัดฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขนของผู้ป่วยโดยอาศัยแรงของกล้ามเนื้อใน การควบคุมการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์สําหรับบําบัดฟื้นฟูผู้ป่วย ซึ่งระบบการควบคุมหุ่นยนต์ จําเป็นต้องมีเซ็นเซอร์แรงแบบหลายแกน ซึ่งมีราคาแพงและไม่สะดวกในการงานเนื่องจากจําเป็นต้อง ต่อร่วมกับชุดวงจรควบคุมแรงซึ่งมีความซับซ้อน ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตุประสงค์เพื่อนําเสนอวิธีการ พัฒนาแบบจําลองทางคณิตศาสตร์สําหรับประมาณแรงกล้ามเนื้อแขนด้วยวิธีโครงข่ายประสาทเทียม และวิธีซัพพอร์ตเวกเตอร์แมชชีนโดยอาศัยความความสัมพันธ์ระหว่างแรงกล้ามเนื้อและ สัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อ ซึ่งมีการนําวิธีการดังกล่าวไปใช้กับต้นแบบเครื่องมือทํากายภาพบําบัด กล้ามเนื้อแขนใน 1 มิติ มีการทดลองเบื้องต้นประกอบด้วย การสอบเทียบเซ็นเซอร์เพื่อให้ตรวจวัดได้อย่างถูกต้องใน สภาพแวดล้อมที่ใช้งาน และมีการทดลองเพื่อควบคุมแรงต้านทานการเคลื่อนที่ของเครื่องมือทํา กายภาพบําบัดกล้ามเนื้อแขนใน 1 มิติ อีกทั้งยังมีการทดลองเพื่อตรวจสอบตําแหน่งวัดสัญญาณไฟฟ้า กล้ามเนื้อที่เหมาะสม โดยพิจารณาเปรียบเทียบที่สองตําแหน่งได้แก่ กล้ามเนื้อส่วน Forearm muscle และ Biceps/Triceps muscles ตลอดจนมีการทดลองเพื่อหาจํานวนชุดข้อมูล (Sample size) ที่เหมาะสมซึ่งใช้สําหรับการคํานวณคุณลักษณะเฉพาะของข้อมูล โดยพิจารณาจากจํานวนชุด ข้อมูลที่ให้ความแม่นยําในการทํานายแรงมากที่สุดและใช้เวลาในการคํานวณน้อย ซึ่งมีการกําหนดใช้ จํานวนชุดข้อมูลในการทดลองได้แก่ 50 100 150 และ 200 จากนั้นจึงทําการทดลองหลักเพื่อทํานาย แรงกล้ามเนื้อโดยแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบ ได้แก่ แบบออฟไลน์และแบบตามเวลาจริงซึ่งในงานวิจัยนี้ จะแบ่งการทดลองประมาณแรงกล้ามเนื้อแบบออฟไลน์ออกเป็น 2 การทดลองเพื่อตรวจสอบปัจจัยที่ ส่งผลต่อประสิทธิภาพเชิงความแม่นยําของแบบจําลองทางคณิตศาสตร์ในการทํานายแรงกล้ามเนื้อ ได้แก่ การทดลองประมาณแรงกล้ามเนื้อแบบออฟไลน์ที่ระดับความต้านทานการเคลื่อนที่แตกต่างกัน ได้แก่ 2 3 4 และ 5 นิวตัน โดยใช้ความเร็วในการเคลื่อนที่ด้ามจับคงที่ 0.1 เมตรต่อวินาที และการ ทดลองประมาณแรงกล้ามเนื้อแบบออฟไลน์ที่ระดับความเร็วในการเคลื่อนที่ด้ามจับแตกต่างกัน ได้แก่ 0.1 0.15 และ 0.2 เมตรต่อวินาที โดยใช้ระดับแรงต้านทานการเคลื่อนที่ซึ่งให้ค่าความคลาดเคลื่อน น้อยที่สุดจากการทดลองก่อนหน้า จากนั้นจึงทําการทดลองประมาณแรงกล้ามเนื้อแบบตามเวลาจริง เพื่อเปรียบเทียบความแม่นยําในการทํานายแรงระหว่างแบบจําลองทางคณิตศาสตร์ซึ่งพัฒนาโดยวิธี โครงข่ายประสาทเทียมและวิธีซัพพอร์ตเวกเตอร์แมชชีนซึ่งใช้เรเดียลเบซิสเคอร์เนลฟังก์ชัน โดยทํา การทดลองประมาณแรงกล้ามเนื้อแบบตามเวลาจริงที่ระดับความต้านทานการเคลื่อนที่แตกต่างกัน ได้แก่ 2 3 4 และ 5 นิวตัน และใช้ความเร็วในการเคลื่อนที่ด้ามจับคงที่ 0.1 เมตรต่อวินาที ผลการ ทดลองแสดงให้เห็นว่าแบบจําลองทางคณิตศาสตร์ที่พัฒนาโดยใช้อัลกอริทึมทั้งสองสามารถทํานาย แรงได้ถูกต้อง โดยความแม่นยําในการทํานายแรงจะเป็นปฏิภาคผูกผันกับความต้านทานการเคลื่อนที่ และความเร็วของแขนในการเคลื่อนที่ด้ามจับ และพบว่าแบบจําลองทางคณิตศาสตร์ที่พัฒนาโดยใช้วิธี โครงข่ายประสาทเทียมแบบแพร่ย้อนกลับให้ผลการทํานายแรงที่แม่นยําามากกว่าแบบจําลองทาง คณิตศาสตร์ที่พัฒนาโดยใช้วิธีซัพพอร์ตเวกเตอร์แมชชีน ดังนั้นวิธีการประมาณแรงกล้ามเนื้อจาก สัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อด้วยอัลกอริทึมทั้งสองสามารถนําไปใช้กับต้นแบบเครื่องมือทํากายภาพบําบัด กล้ามเนื้อแขนใน 1 มิติเพื่อลดต้นทุนของอุปกรณ์ในการทํากายภาพบําบัดฟื้นฟูแขนได้ในอนาคต | - |
ปรากฏในกลุ่มข้อมูล: | 215 Thesis |
แฟ้มในรายการข้อมูลนี้:
แฟ้ม | รายละเอียด | ขนาด | รูปแบบ | |
---|---|---|---|---|
437920.pdf | 3.42 MB | Adobe PDF | ดู/เปิด |
รายการนี้ได้รับอนุญาตภายใต้ Creative Commons License