Розробка програмного забезпечення для керування рухами верхної кінцівки на основі EMG-сигналів

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена розробці програмного забезпечення для керування рухами верхньої кінцівки на основі EMG-сигналів із додатковим використанням EEG-сигналів. У роботі досліджено методи обробки EMG та EEG сигналів, підходи до класифікації рухової активності користувача, сформовано вимоги до програмної системи та обґрунтовано вибір технологій реалізації. Розроблено програмну систему для обробки біосигналів, класифікації рухів верхньої кінцівки та візуалізації результатів у графічному середовищі. Для класифікації використано багатошаровий перцептрон (MLP), навчений на наборі даних, що містить EMG та EEG сигнали. Проведено тестування системи та оцінено точність класифікації рухів верхньої кінцівки на основі аналізу біосигналів. Об’єкт дослідження – процес керування рухами верхньої кінцівки на основі EMG та EEG сигналів. Предмет дослідження – методи та програмні засоби обробки біосигналів, класифікації рухової активності та моделювання рухів верхньої кінцівки. Практичним результатом є програмне забезпечення для обробки EMG та EEG сигналів, класифікації рухів верхньої кінцівки та їх подальшої візуалізації у програмному середовищі.

The qualification thesis is devoted to the development of software for upper limb movement control based on EMG signals with additional use of EEG signals. The thesis investigates methods for processing EMG and EEG signals, approaches to classifying user motor activity, defines the requirements for the software system, and substantiates the selection of implementation technologies. A software system for biosignal processing, upper limb movement classification, and graphical visualization of the obtained results has been developed. A Multilayer Perceptron (MLP) model was used for movement classification and trained on a dataset containing both EMG and EEG signals. The developed system was tested, and its classification performance for upper limb movements based on biosignal analysis was evaluated. The object of research is the process of upper limb movement control based on EMG and EEG signals. The subject of research is methods and software tools for biosignal processing, motor activity classification, and upper limb movement modeling. The practical result of the thesis is a software system for processing EMG and EEG signals, classifying upper limb movements, and visualizing the obtained results in a software environment