肌电-手势-接口

个人创意项目

肌电-手势-接口

八通道肌电信号进来,四种手势出去——一个读取前臂电活动、把它变成软件输入的可穿戴接口。

演讲录像

从想法讲到分类器

现场讲解:为什么要做这套系统、手势数据怎么采,以及分类器拿到那 64 个数之后做了什么。

从一个想法到能用的分类器

七个阶段,按实际发生的顺序排列。

把肌肉信号变成输入01

把肌肉信号变成输入

键盘和鼠标读不到人的意图。这个项目的目标,是让前臂本身变成一个输入设备。

选择工具02

选择工具

硬件用现成的 MYO 臂环,采集用开源工具 nukleos;在这两者之上搭起来的软件部分,是我自己做的。

采集手势数据03

采集手势数据

四种手势:石头、剪刀、布、OK。每个手势保持不动录 6 次、每次 20 秒,每类共 120 秒。

把信号切成窗口04

把信号切成窗口

在 200Hz 采样下,8 个传感器连读 8 次正好是 40 毫秒。这个窗口就是一行 64 个数。

训练分类器05

训练分类器

输入 64 个数,输出一个类别。分类器看不到原始信号,它只看到递给它的那一个窗口。

把变量固定下来06

把变量固定下来

电极位置一变,信号就变。所以所有数据都取自同一条右前臂、集中在同一段时间里,这样不同类别之间才可比。

实时演示07

实时演示

录下的演讲完整走了一遍这套系统:为什么做、数据怎么采、分类器拿到那 64 个数之后做了什么。

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这套系统怎么工作

肌电-手势-接口

8 8 8 64 64

关键参数
传感器8 通道肌电
采样率200 Hz
特征窗口64 维 / 40 毫秒
手势类别4 类
硬件

硬件

MYO 臂环的 8 个传感器贴在前臂皮肤上,每个传感器测量其下方肌肉产生的电活动。

数据

数据

数据集里每一行是 8 个传感器连续 8 次的读数,共 64 列肌电信号,最后一列是当时正在做的手势。

分类器

分类器

把这 64 个数交给分类器,它预测四种手势之一:石头、剪刀、布,或拇指与食指相触、其余手指张开的 OK 手势。

数据集

数据集

每个手势录 6 次、每次 20 秒,每类共 120 秒;全部取自同一条右前臂、集中在同一段时间内,最后按类别拼成 4 个 CSV 文件。

看完整讲解

录像里我把整套系统讲了一遍:为什么做、数据怎么采、分类器拿到那 64 个数之后做了什么。

播放讲解视频

硬件与工具

MYO armband · nukleos

臂环与采集应用是第三方工具;在其之上搭建的数据流程、特征窗口与分类器是我自己的部分。