Estimación de posturas de agarre en base a ACP y RN
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INVESTIGACIONMetadades
Títol
Estimación de posturas de agarre en base a ACP y RNData de publicació
2016Editor
Universidad Miguel Hernández de Elche. Grupo de Ingeniería Mecánica Aplicada (AME)Cita bibliogràfica
Mora Aguilar, M.C., Andrés de la Esperanza, F.J. Estimación de posturas de agarre en base a ACP y RN. En: Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica. "Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica". Elx: 2016, p. 51-58.Tipus de document
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http://editorial.umh.es/2016/11/09/xxi-congreso-nacional-de-ingenieria-mecanica/Paraules clau / Matèries
Resum
La investigación en manos antropomorfas robóticas y protésicas experimenta un auge en la
actualidad. Unos diseños intentan lograr un agarre estable y diestro mientras que otros pretenden
alcanzar un elevado grado ... [+]
La investigación en manos antropomorfas robóticas y protésicas experimenta un auge en la
actualidad. Unos diseños intentan lograr un agarre estable y diestro mientras que otros pretenden
alcanzar un elevado grado de antropomorfismo y de apariencia cosmética. Sin embargo, las
prótesis de mano existentes suelen ser muy simples desde un punto de vista biomecánico. Esto se
debe a la complejidad de establecer una interacción adecuada entre el amputado y una prótesis
de múltiples grados de libertad, que requeriría numerosas señales de control independientes y un
controlador inteligente. Una innovación en el ámbito del control de manos artificiales podría
derivarse de la observación e imitación del comportamiento biomecánico natural, en base a un
espacio de dimensionalidad reducida. El presente trabajo plantea la utilización del análisis de
componentes principales (ACP), para reducir la dimensionalidad del problema de control, en
combinación con las redes neuronales (RN), para predecir la posturas de la mano en dos tipos de
agarre sobre objetos cilíndricos: un agarre de potencia (cilíndrico) y un agarre de precisión
(pinza con 5 dedos). El objetivo es determinar el mínimo número de entradas de control
necesarias para que una mano protésica avanzada pueda realizar actividades de la vida diaria en
base a patrones posturales identificados y evaluar su posibilidad de control real. Para ello, se
realizaron experimentos de agarre con 16 sujetos diestros y 4 cilindros de diversos diámetros
durante los que se registró la posición de 32 marcadores. A partir de estos datos se calcularon los
ángulos de articulación de la mano para cada postura de agarre (PA). Posteriormente, se realizó
un ACP sobre los datos de PA, obteniendo 7 componentes principales (posturas propias de
agarre, PPA) que determinaron las sinergias posturales producidas durante el agarre. El
resultado se simuló mediante OpenSim. Los datos obtenidos se utilizaron para entrenar y validar
una RN para estimar PA a partir de las PPA, con una arquitectura previamente validada
compuesta por dos capas. Finalmente, se calculó la raíz cuadrada del error cuadrático medio
global y por articulación de la predicción realizada por la RN con respecto a la postura
experimental, obteniendo resultados alentadores. [-]
Descripció
Comunicación presentada en el XXI Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica, celebrado en Elche en Noviembre de 2016.
Drets d'accés
http://rightsstatements.org/vocab/CNE/1.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
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