No abstract

ОЦІНЮВАННЯ ЧАСОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТРОМІОГРАМИ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ РУХІВ КИСТІ РУКИ ДЛЯ ІНТУЇТИВНОГО КЕРУВАННЯ БІОНІЧНИМ ПРОТЕЗОМ Проблематика. Особливості оцінки часових характеристик (TDF-характеристик) поверхневої електроміограми при виконанні функціональних рухів кисті руки та можливість їх імплементації в системі інтуїтивного керування біонічним протезом кінцівки. Мета дослідження. Розробка аналітичної моделі оцінки TDF-характеристик міографічних сигналів для базових функціональних рухів кисті та пальців пацієнта, а також дослідження можливостей її впровадження як базису для непараметричного методу класифікації. Методика реалізації. Створено одноканальну мікроконтролерну інформаційно-вимірювальну систему для реєстрації поверхневої електроміограми і розроблено аналітичну модель оцінки її TDF-характеристик на основі використання показників дисперсії та трапецоїдного інтеграла. Результати дослідження. З використанням методу k-NN-класифікації виміряного сигналу перевірено розроблену модель при аналізі нормалізованих і ненормалізованих даних розпізнавання функціональних рухів пальців кисті руки. Гранична отримана точність класифікації рухів становила 86,11 % і є прийнятною для використання при розробці методів автоматичного управління в системах керування біонічними протезами верхніх кінцівок або пальців рук. Висновки. Запропоновано аналітичну модель оцінки TDF-характеристик міографічних сигналів для базових функціональних рухів кисті руки на основі одноканальної вимірювальної системи та простого методу машинної класифікації. Ця модель є ефективною при роботі з невеликим набором характеристик сигналу та обмеженою кількістю вхідних даних, а точність її класифікації може бути підвищена при використанні більш широкої вибірки даних для навчання. Ключові слова: біонічні протези; поверхнева електроміографія; TDF; k-NN-метод.

Angular measurements in optics of biological tissues are used for different applied spectroscopic task for roughness surface control, define of refractive index and for research of optical properties. Purpose of the research is investigation of the reflectance of biologic tissues by the ellipsoidal reflector method under the variable angle of the incident radiation.The research investigates functional features of improved photometry method by ellipsoidal reflectors. The photometric setup with mirror ellipsoid of revolution in reflected light was developed. Theoretical foundations of the design of an ellipsoidal reflector with a specific slot to ensure the input of laser radiation into the object area were presented. Analytical solution for calculating the angles range of incident radiation depending on the eccentricity and focal parameter of the ellipsoid are obtained. Also created the scheme of image processing at angular photometry by ellipsoidal reflector.The research represents results of experimental series for samples of muscle tissues at wavelengths 405 nm, 532 nm, 650 nm. During experiment there were received photometric images on the equipment with such parameters: laser beam incident angles range 12.5–62.5°, ellipsoidal reflector eccentricity 0.6, focal parameter 18 mm, slot width 8 mm.The nature of light scattering by muscle tissues at different wavelengths was represented by graphs for the collimated reflection area. The investigated method allows qualitative estimation of influence of internal or surface layers of biologic tissues optical properties on the light scattering under variable angles of incident radiation by the shape of zone of incident light.

No abstract

Проблематика. Останніми роками спостерігається розвиток процесу автоматизованої ідентифікації з використанням біометричної автентифікації, що має високий рівень захисту, оскільки дає можливість оцінити фізичні параметри і характеристики конкретної особи. Такий контроль доступу є більш надійним, оскільки ідентифікатори не можуть бути передані третім особам або бути продубльованими для обходу систем захисту. За останні десятиліття розроблено значну кількість систем із біометричною ідентифікацією, однак системам з ідентифікацією за характеристиками фотоплетизмограми досі приділяється замало уваги. Основним завданням біометричної ідентифікації особи за допомогою фотоплетизмограми є пошук та реалізація методів машинного навчання для визначення їх приналежності певному пацієнту. Мета дослідження. Мета роботиза допомогою розрахунку часових характеристик фотоплетизмограми, таких як максимальне значення амплітуди, дисперсія, середнє абсолютне відхилення, амплітуда Уілсона та загальна сума значень амплітуди сигналу, розробити алгоритм для виділення ітерацій пульсових хвиль. Методика реалізації. На основі дослідження часових характеристик фотоплетизмограми створено алгоритм виділення ітерацій пульсових хвиль, що може бути використаний для подальшої біометричної ідентифікації особи методами машинного навчання. Результати дослідження. Отримані результати можуть бути використані для подальшої розробки автоматизованих систем контролю та управління доступом за допомогою біометричної ідентифікації. Висновки. Відомі методи біометричної ідентифікації базуються, як правило, на статичних параметрах людини (будова рогівки ока, долоні, відбитки пальця, геометрія вушної раковини тощо), але мають низький рівень захисту, оскільки за допомогою спеціального обладнання можна створити копію біометричного ключа. Тому на сьогодні використання методів, що базуються на параметрах динамічної біометричної ідентифікації (плетизмограма, кардіограма та інші), забезпечує найвищий ступінь захисту, але потребує більш точного програмного апарату для виділення та визначення спільних ознак. Запропонований підхід до розрахунку окремих параметрів фотоплетизмограми з метою подальшої їх класифікації методами машинного навчання може бути прийнятним рішенням для систем біометричної ідентифікації пацієнта. Ключові слова: фотоплетизмограма; машинне навчання; біометрична ідентифікація; пульсова хвиля.