A central challenge in building robotic prostheses is the creation of a sensor-based system able to read physiological signals from the lower limb and instruct a robotic hand to perform various tasks. Existing systems typically perform discrete gestures such as pointing or grasping, by employing electromyography (EMG) or ultrasound (US) technologies to analyze muscle states. While estimating finger gestures has been done in the past by detecting prominent gestures, we are interested in detection, or inference, done in the context of fine motions that evolve over time. Examples include motions occurring when performing fine and dexterous tasks such as keyboard typing or piano playing. We consider this task as an important step towards higher adoption rates of robotic prostheses among arm amputees, as it has the potential to dramatically increase functionality in performing daily tasks. To this end, we present an end-to-end robotic system, which can successfully infer fine finger motions. This is achieved by modeling the hand as a robotic manipulator and using it as an intermediate representation to encode muscles' dynamics from a sequence of US images. We evaluated our method by collecting data from a group of subjects and demonstrating how it can be used to replay music played or text typed. To the best of our knowledge, this is the first study demonstrating these downstream tasks within an end-to-end system.


翻译:在建立机器人假肢方面,一个中心挑战是建立一个能够读取下肢生理信号并指示机器人手执行各种任务的传感器系统。现有系统通常通过使用电传法或超声波技术分析肌肉状态,进行分解手势,如指针或抓抓抓。虽然过去曾通过发现显著的动作来估计手指手势,但我们有兴趣在随着时间变化的细微动作中发现或推断手指手势。例子包括执行键盘打字或钢琴弹钢琴等细微和伸缩任务时发生的动作。我们认为这项任务是朝着提高截肢者采用机器人假肢的速度迈出的重要一步,因为它有可能大大增加日常任务的功能。为此,我们提出了一个端到端到端的机器人系统,可以成功地推导出精巧的手指动作。这是通过模拟手的机械操纵器和将肌肉的动态从键盘键盘打到钢琴播放。我们评估了我们的方法,通过从一组主题中收集数据,或者通过演示这些主题的底部研究,来展示我们如何在下游阶段进行这种研究。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
91+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
101+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Towards Discovering Neural Architectures from Scratch
Arxiv
38+阅读 · 2021年8月31日
Arxiv
13+阅读 · 2021年3月3日
Meta-Learning to Cluster
Arxiv
17+阅读 · 2019年10月30日
VIP会员
相关资讯
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员