Математическое моделирование процессов управления роботизированными устройствами на основе биосигналов

Цель: разработка программного комплекса, позволяющего преобразовывать электромиограммы в команды управления роботизированными устройствами. Определены минимальное допустимое количество электродов и их оптимальное расположение для получения электромиограмм четырех скелетных мышц человека, отвечающих за осуществление трех базовых движений пальцев и кисти руки. Проведены запись электромиограмм по выбранным точкам крепления электродов с параллельной видеосъемкой базовых движений, обработка полученных электромиограмм и синхронизация их с видеосъемкой. Сформирована база обработанных электромиограмм объемом 12,6 GB и исследована с использованием методов нейронных сетей. Выделены три сводных паттерна базовых движений, являющиеся основой для моделирования управляющих воздействий. Построены три нейронные сети на основе архитектуры прямой передачи сигнала – многослойный персептрон с 40, 70 и 194 входами. Обучение нейронных сетей проведено на основе данных миографии для базовых движений. Разработанное программное обеспечение позволяет идентифицировать движения сжатия и разжимания кисти руки и способно сформировать соответствующие управляющие воздействия для реализации базовых движений роботизированным протезом.