dc.creator |
YAMASHITA, João Vitor Yukio Bordin |
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dc.date.issued |
2024-12-12 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4201 |
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dc.description.abstract |
This work addresses the development of optimized Convolutional Neural Network (CNN)
models for knee angle prediction in embedded systems, targeting applications in lower
limb prosthetics. By leveraging low-cost Inertial Measurement Units (IMUs) and multiobjective
optimization techniques, specialized models were developed for different gait
types (short, natural, and long strides), associated with a classifier capable of real-time
gait pattern identification. The results demonstrate that specialized models significantly
outperform a combined model, achieving a root mean square error (RMSE) of 2.050◦,
an improvement of over 48% compared to the latter. Furthermore, implementation on
a Kendryte K210 microcontroller validated the feasibility of deployment on accessible
hardware while maintaining the computational efficiency required for real-time applications.
This study contributes to the advancement of assistive technologies, indicating that efficient
deep learning models can be effectively implemented on embedded systems, improving
the quality of life for individuals with lower limb amputations. This approach further
increases the affordability of advanced prosthetic solutions, making them more accessible
to individuals in economically disadvantaged regions. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Redes neurais convolucionais |
pt_BR |
dc.subject |
TinyML |
pt_BR |
dc.subject |
Sistemas embarcados |
pt_BR |
dc.subject |
Aprendizado de máquina |
pt_BR |
dc.title |
Sistema de controle para prótese ativa de joelho utilizando Deep Learning embarcado |
pt_BR |
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.date.available |
2025-02-11 |
|
dc.date.available |
2025-02-11T13:52:33Z |
|
dc.date.accessioned |
2025-02-11T13:52:33Z |
|
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4070874819072742 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
LEITE, João Paulo Reus Rodrigues |
|
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2049342280490984 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
MACHADO, Jeremias Barbosa |
|
dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/6847110694951429 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Este trabalho aborda o desenvolvimento de modelos de Redes Neurais Convolucionais
(CNNs) otimizados para a predição do ângulo do joelho em sistemas embarcados, visando
aplicações em próteses de membros inferiores. Utilizando Unidades de Medida Inercial
(IMUs) de baixo custo e técnicas de otimização multiobjetivo, foram desenvolvidos modelos
especializados para diferentes tipos de marcha (curta, natural e longa), associados a um
classificador capaz de identificar o padrão de marcha em tempo real. Os resultados demonstram
que os modelos especializados superam significativamente um modelo combinado,
alcançando um erro médio quadrático (RMSE) de 2, 050◦, uma melhoria de mais de 48%
com relação a este último. Além disso, a implementação em um microcontrolador Kendryte
K210 validou a viabilidade de implantação em hardware acessível, mantendo a eficiência
computacional necessária para aplicações em tempo real. Este estudo contribui para o
avanço das tecnologias assistivas, indicando que modelos eficientes de aprendizado profundo
podem ser efetivamente implementados em sistemas embarcados, melhorando a qualidade
de vida de indivíduos com amputações de membros inferiores. Essa abordagem aumenta
ainda a acessibilidade financeira de soluções protéticas avançadas, tornando-as mais viáveis
para indivíduos em regiões economicamente desfavorecidas. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação |
pt_BR |
dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Ciência e Tecnologia da Computação |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
pt_BR |
dc.relation.references |
YAMASHITA, João Vitor Yukio Bordin. Sistema de controle para prótese ativa de joelho utilizando Deep Learning embarcado. 2024. 106 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Computação.) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024. |
pt_BR |