В настоящее время почти не осталось сфер человеческой деятельности, которых не касается автоматизация, получившая наибольшую популярность за последние несколько лет. На сегодняшний момент большую известность приобрели методы, которые основаны по принципу организации и функционирования биологических нейронных сетей. В статье приведен аналитический обзор возможностей применения искусственных нейронных сетей (ИНС) при разработке интерфейсов человек – машина, основанных на различных физических принципах взаимодействия с организмом человека. Данный интерфейс обеспечивает взаимодействие пользователя с управляемыми им машинами. Приведены примеры использования интерфейсов человек – машина в бытовой, медицинской и военных областях. Эффективность обусловлена гибкостью, нелинейностью, быстродействием и обучаемостью систем, основанных на нейронных сетях. Таким образом, пользователи могут проводить контроль процесса с большой точностью, добиваясь наилучшего результата. Рассмотрены вопросы применения ИНС в системах управления техническими объектами, основанных на распознавании естественной речи, отслеживании направления взгляда, анализе электрической активности головного мозга и мышечных волокон человека. Описаны задачи предварительной обработки информации, классификации, анализа результата, полученного с помощью обработки нейронной сетью.
The relevance of this study is due to one of the main problems existing today in the field of building man-machine interfaces - is the creation of an effective management system that interacts directly with the user and external devices replacing functions (prostheses, wheelchairs, etc.). In this regard, this work is devoted to the study of the possibility of using physiological gestures from the daily life of a person to control the prosthesis with the safety of the forearm for at least one third. The leading approach to the study of this problem is the use of methods of statistical processing of experimental data, digital signal processing, machine learning algorithms and pattern recognition. This approach allows a comprehensive study of the electromyogram (EMG) of the forearm when making voluntary movements at different levels of the implementation of the myo-control system. The article presents the results of the EMG study recorded for 11 arbitrary movements from a group of subjects, describes the procedure for pre-processing the EMG and identifying characteristic features for signal recognition, discloses a method for classifying movements using an artificial neural network based on radial basic functions (RBF). Eight of the most suitable for classification movements were identified and ranked according to the classification accuracy: relaxation (like zero movement), hand opening, fist, hand flexion, hand supination, hand extension, hand pronation, pinch. The materials of the article are of practical value for building systems based on the human-machine interface, as well as for classification tasks in electrophysiology applications.