Detección de fases de las actividades de sentarse y levantarse mediante métodos de machine learning

Identificar las fases de las actividades de sentarse y levantarse es primordial para el con trol de un exoesqueleto de miembro inferior. En este estudio, se presentan los métodos más adecuados para reconocer las fases de las actividades sentarse y levantarse utilizando datos de posición del dataset...

Full description

Autores:
Otálora González, Sophia
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
Repositorio:
Repositorio Institucional ECI
Idioma:
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OAI Identifier:
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Acceso en línea:
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Palabra clave:
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description Identificar las fases de las actividades de sentarse y levantarse es primordial para el con trol de un exoesqueleto de miembro inferior. En este estudio, se presentan los métodos más adecuados para reconocer las fases de las actividades sentarse y levantarse utilizando datos de posición del dataset “Kinect Activity Recognition Dataset (KARD)”. Diez sujetos partici paron en el estudio, realizando tres veces las dos actividades cada uno. Se analizaron siete de los quince marcadores que hacen referencia a las extremidades inferiores. Según la literatura, se utilizan dos técnicas de machine learning como k vecinos más cercanos (kNN) y máquinas de soporte vectorial (SVM) con sus respectivos kernels (SVM, SVM, SVMg y SVM) para detectar las fases de cada actividad. El rendimiento de cada algoritmo se analiza a través de matrices de confusión y valores como exactitud, recuperación, precisión y puntuación-F1, donde los resultados muestran que SVMp tiene un mejor rendimiento para la actividad de sentarse con un valor de precisión del 86 %. kNN presenta mayor precisión para la actividad de levantarse con un valor del 84 %. Ambos algoritmos tienen buenos rendimientos para clasificar las fases de cada actividad, sin embargo, SVM es el método más estable con valores altos en ambas actividades en precisión, recuperación y puntuación-F1. Además, para la actividad de sentarse, se debe agregar una fase adicional para evitar confusiones entre la fase 0 y la fase 1, y viceversa.
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Según la literatura, se utilizan dos técnicas de machine learning como k vecinos más cercanos (kNN) y máquinas de soporte vectorial (SVM) con sus respectivos kernels (SVM, SVM, SVMg y SVM) para detectar las fases de cada actividad. El rendimiento de cada algoritmo se analiza a través de matrices de confusión y valores como exactitud, recuperación, precisión y puntuación-F1, donde los resultados muestran que SVMp tiene un mejor rendimiento para la actividad de sentarse con un valor de precisión del 86 %. kNN presenta mayor precisión para la actividad de levantarse con un valor del 84 %. Ambos algoritmos tienen buenos rendimientos para clasificar las fases de cada actividad, sin embargo, SVM es el método más estable con valores altos en ambas actividades en precisión, recuperación y puntuación-F1. Además, para la actividad de sentarse, se debe agregar una fase adicional para evitar confusiones entre la fase 0 y la fase 1, y viceversa.Identifying the phases of sitting and standing activities is essential for the control of a lower limb exoskeleton. In this study, the most suitable methods to recognize the phases of sitting and standing activities using position data from the Kinect Activity Recognition Dataset (KARD) are presented. Ten subjects participated in the study, performing the two activities three times each. Seven of the fifteen markers referring to the lower extremities were analyzed. According to the literature, two machine learning techniques such as k-nearest neighbors (kNN) and support vector machines (SVM) with their respective kernels (SVM, SVM, SVMg and SVM) are used to detect the phases of each activity. The performance of each algorithm is analyzed through confusion matrices and values ​​such as accuracy, recall, precision and F1-score, where the results show that SVMp has a better performance for the sitting activity with an accuracy value of 86%. kNN presents greater precision for the activity of getting up with a value of 84%. Both algorithms have good performances to classify the phases of each activity, however, SVM is the most stable method with high values ​​in both activities in precision, recovery and F1-score. Also, for the sitting activity, an additional phase should be added to avoid confusion between phase 0 and phase 1, and vice versa.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a)Ingeniería de Rehabilitación26 páginasapplication/pdfspaDetección de fases de las actividades de sentarse y levantarse mediante métodos de machine learningTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Ingeniería BiomédicaN/Ainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Inteligencia artificialDispositivos robóticosMétodos de machine learning – sentarseMétodos de machine learning – levantarseInteligencia artificialDispositivos robóticosMétodos de machine learning – sentarseMétodos de machine learning – levantarseRobotic devicesArtificial intelligenceMachine learning methods – sit backMachine learning methods – get upORIGINALOtálora González.Sophia.-2021.pdfOtálora González.Sophia.-2021.pdfTrabajo dirigidoapplication/pdf1313677https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1966/1/Ot%c3%a1lora%20Gonz%c3%a1lez.Sophia.-2021.pdf0d2976d9c9104e792a368c404bbceb6eMD51open accessAutorizacion.pdfAutorizacion.pdfAutorización de publicación firmada por el tutorapplication/pdf827216https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1966/2/Autorizacion.pdf1e18b9ec8cc0e1a9d5a0610d28b3b682MD52metadata only accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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