Sparse Wearable Sonomyography Sensor-based Proprioceptive Proportional Control Across Multiple Gestures

要約

超音波検査 (SMG) は、超音波画像を使用して筋肉の動的活動を検出する非侵襲的技術です。
ウェアラブル SMG システムは、従来の方法と比較してパフォーマンスが優れているため、ヒューマン コンピューター インターフェイスとしての可能性があるため、最近人気が高まっています。
この論文では、多重化された 8 チャネルのウェアラブル SMG システムを使用した、複数のジェスチャのリアルタイム位置比例制御を実証します。
SMG システムからの振幅モード超音波信号を利用して、8 人の健康な人の前腕の筋肉活動を検出しました。
派生した信号は、画面上のカーソルの動きを制御するために使用されました。
SMG ベースのマンマシン インターフェイスのパフォーマンスを分析するために、目標達成タスクが実行されました。
当社のウェアラブル SMG システムは、すべてのジェスチャで 80% 以上の平均成功率を達成することで、正確で安定した直感的なコントロールをリアルタイムで提供しました。
さらに、標準的な性能測定基準を使用して、自発的な動きを検出し、SMG の軌道から動きの運動学的情報を解読するウェアラブル SMG システムの能力が評価されました。
私たちの結果は、SMG が直感的なヒューマン マシン インターフェイスであることを検証するための洞察を提供します。

要約(オリジナル)

Sonomyography (SMG) is a non-invasive technique that uses ultrasound imaging to detect the dynamic activity of muscles. Wearable SMG systems have recently gained popularity due to their potential as human-computer interfaces for their superior performance compared to conventional methods. This paper demonstrates real-time positional proportional control of multiple gestures using a multiplexed 8-channel wearable SMG system. The amplitude-mode ultrasound signals from the SMG system were utilized to detect muscle activity from the forearm of 8 healthy individuals. The derived signals were used to control the on-screen movement of the cursor. A target achievement task was performed to analyze the performance of our SMG-based human-machine interface. Our wearable SMG system provided accurate, stable, and intuitive control in real-time by achieving an average success rate greater than 80% with all gestures. Furthermore, the wearable SMG system’s abilities to detect volitional movement and decode movement kinematic information from SMG trajectories using standard performance metrics were evaluated. Our results provide insights to validate SMG as an intuitive human-machine interface.

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