Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11745
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorShahrul Na’im Sidek, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorHazlina Md. Yusof, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorNorsinnira Zainul Azlan, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorMd. Raisuddin Khan, Ph.Den_US
dc.contributor.authorIsmail Mohd Khairuddinen_US
dc.date.accessioned2023-09-19T03:02:44Z-
dc.date.available2023-09-19T03:02:44Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11745-
dc.description.abstractIn order to improve the effectiveness of therapeutic training as well as to reduce the labour-intensive job of physiotherapist, robot-assisted training platforms have been developed as tools to assist the affected subjects in performing prescribed training tasks. It has been suggested that active participation from the subject in training session has a positive impact on the therapeutic training outcomes. As a response, past researchers have developed various assist-as-needed (AAN) control strategies for different robotic platforms to assist the subject in the case he was unable to complete the training task. Although the implementation of the AAN control strategy could promote the required assistance when needed, the implementation of the control strategy alone was found to be insufficient. In particular, the main problem with the current AAN control approaches was due to the absence of an important parameter that is a reliable triggering source from the subject in the form of intention to move the impaired limb. The ‘intention’ is paramount in improving the efficacy of interaction between the subject and the robotic-assisted training platform, as well as to ensure the subject safety. Therefore, the proposed study was attempted to address the issue, by developing an algorithm to predict the intention from electromyography (EMG) signal as well as to develop the adaptive assist-as-needed (AAAN) control strategy. It is worth noting that the study is novel as it evaluates the intention signal from the EMG signals within the range of 40 milliseconds to 100 milliseconds. The signal was acquired from a group of muscles (biceps) located at the upper arm when subjected to a flexion range of motion around the elbow joint along the sagittal plane. From the collected signal, time-domain analyses were implemented to extract the salient features of the signal. These features were then used to develop motion intention model in the form of k-Nearest Neighbour (k-NN) classifier. By leveraging the output of the classifier, a dedicated hybrid automata (HA) control framework was designed by integrating suitable impedance control scheme for different mode of motions namely passive, active and semi-active motions. A total of 30 able-bodied subjects have been recruited for the experiment to collect the signals upon attaining ethical clearance. It was demonstrated from the investigation that the coarse k-NN classifier was able to provide good classification of both the motion intention and pre-intention, preamble to the actual motion with the average training and test classification accuracy of 82.1% and 79.6%, respectively. From the hardware implementation, it was demonstrated that the proposed control strategy was able to provide the required assistance and resistance torques according to the different class of motion abilities that were categorized earlier. Based on the findings, it was evident that the proposed control strategy could provide intuitive and natural assist-as-needed torque input to the system based on one’s motion intention and ability.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshSignal processingen_US
dc.subject.lcshElectromyographyen_US
dc.subject.lcshRobots -- Control systemsen_US
dc.titleEMG based motion intention detection for control of a robot-assisted training platformen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityt11100484332IsmailBinMohdKhairuddinen_US
dc.description.identifierThesis : EMG based motion intention detection for control of a robot-assisted training platform / by Ismail bin Mohd Khairuddinen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy (Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicمن أجل تحسين فعالية التدريب العالجي وتقليص كثافة العمل ألخصائي العالج الطبيعي، تم تطوير منصات التدريب بمساعدة الروبوتات كأدوات لدعم األشخاص المتضررين في أداء مهام التدريب المحددة. لطالما تم اقتراح أن المشاركة النشطة من المتضرر المعني في الفترة التدريبية، لها تأثيرها اإليجابي على مردودات التدريب العالجي. كرد فعل، قام الباحثون السابقون بتطوير استراتيجيات تحكم متعددة كدعم عند الحاجة )AAN( لمنصات روبوتية مختلفة لدعم المتضرر المعني في حالة عدم قدرته على إكمال المهمة التدريبية. على الرغم من أن تنفيذ استراتيجيات التحكم المتعدد كدعم عند الحاجة )AAN( قد يعزز الدعم المطلوب عند الحاجة، ال أنه قد وجد أن هذا التنفيذ وحده ليس كافيا. بشكل محدد، المشكلة الرئيسية في أساليب التحكم كدعم عند الحاجة )AAN( الحالية كانت بسبب غياب عامل مهم وهم مصدر التفعيل الموثوق من المتضرر المعني على شكل نية تحريك الطرف المصاب. النية هي العامل ذو األهمية القصوى لتحسين فاعلية التعامل بين المتضرر المعني والمنصة التدريبية المدعومة بروبوت، كما تضمن سالمة المتضرر المعين. لذلك الدراسة المقدمة هي محاولة للتركيز على هذه المشكلة، عن طريق تطوير خوارزمية لتوقع النية من إشارة التخطيط الكهربائي للعضالت )EMG( لتطوير استراتيجية التحكم المتكيفة كدعم عند الحاجة .)AAAN( من الجدير ذكره أن هذه الدراسة مبتكرة ألنها تق يِّم إشارة النية من إشارات (EMG) خالل نطاق 40 جزء من األلف في الثانية إلى 100 جزء من األلف في الثانية. يتم الحصول على اإلشارة من مجموعة عضالت ذات رأسين موجودة في الطرف األعلى من الذراع عند تعرضها لنطاق حركة انثنائي حول مفصل المرفق على طول المستوى السهمي. من اإلشارات المج َّمعة، تم إدخال تحليالت نطاق الوقت الستخراج الميزات البارزة من اإلشارة. هذه الميزات استخدمت الحقا لتطوير نموذج نية الحركة على شكل مصنف .)k-NN( عن طريق االستفادة من مستخرجات المصنف، تم تصميم إطار تحكم آلي هجين )HA( مخصص عن طريق دمج مخطط تحكم معاوقة مناسب لحاالت حركة مختلفة مجهولة التسمية، حركات فعالة وشبه فعالة. و ظف ما مجموعه 30 متضرر معني كعينة للتجربة لجمع اإلشارات بعد الحصول على تخليص أخالقي. من التحقيق تم توضيح أن مجال المصنف )k-NN( يستطيع إمداد تصنيفات لكل من نية الحركة وما قبل نية الحركة بشكل جيد، ممهداً للحركة الفعلية مع التدريب المعادل ودقة اختبار مصنفة تبلغ 82.1 % و79.6 % على التوالي. عن طريق المعدات المنفذة، تم التوضيح أن استراتيجية التحكم المقدمة تستطيع إمداد الدعم المطلوب ومقاومة العزم حسب التصنيفات المختلفة لقدرات الحركة والتي صنفت مبكراً. من خالل النتائج، من الواضح أن استراتيجية التحكم المقدمة قد تستطيع إمداد مدخالت عزم عن طريق دعم بديهي وطبيعي عند الحاجة للنظام على أساس نية الحركة والقدرة.en_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.callnumbert TK 5102.9 I83E 2021en_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxv, 111 leaves : illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100484332IsmailBinMohdKhairuddin_24.pdf24 pages file3.03 MBAdobe PDFView/Open
t11100484332IsmailBinMohdKhairuddin_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file17.38 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.