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基于事件驅動的物理水庫計算框架實現:用于表面肌電圖(EMG)手勢識別
《IEEE Transactions on Artificial Intelligence》:Event-Driven Implementation of a Physical Reservoir Computing Framework for Superficial EMG-Based Gesture Recognition
【字體: 大 中 小 】 時間:2026年02月28日 來源:IEEE Transactions on Artificial Intelligence CS6.4
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表面肌電信號(sEMG)手勢識別面臨高計算成本問題,本研究提出基于脈沖神經網絡的旋轉神經元殘差(sRNR)架構,通過事件驅動機制實現低功耗實時處理。在公開數據集驗證中,經典機器學習模型準確率達74.6%,delta學習規則算法達80.3%,證明神經形態計算在嵌入式設備中的可行性。
表面肌電圖(sEMG)是一種非侵入性技術,能夠反映骨骼肌運動的電活動,為肌肉細胞的診斷、康復和其他醫療應用提供重要信息。基于sEMG的手勢識別是一種專門的應用,它通過分析肌肉的電活動來識別運動意圖。這一領域使得可穿戴設備在人機交互、假肢控制和機器人技術等領域得到應用[1]、[2]。在可穿戴設備或附近本地處理數據,而不是將其發送到中央服務器,對于實現實時分析、節省帶寬、提高隱私性和延長電池壽命至關重要。為了進一步改進本地處理能力,尋找輕量級的手勢識別算法非常重要。傳統的機器學習方法,如支持向量機(SVM)、k最近鄰(k-NNs)、線性判別分析(LDA)和隨機森林(RFs),需要從時域和頻域提取特征[3]。最近,深度學習模型通過自動學習特征,在原始sEMG信號上實現了更高的分類準確率[4]、[5]。然而,這帶來了功耗和內存需求的增加。