تشکیل حرکت دست‌رسانی در صفحه با استفاده از مدل پیش‌بینی زیرحرکت

پیش بینی درست مسیر مطلوب حرکتی در سیستم های کنترل و بازتوانی حرکت مانند تحریک الکتریکی عمل‌کردی و ربات درمانی بسیار ضروری می باشد. به نظر می رسد که حرکات دست رسانی انسان متشکل از مجموعه ای از زیرحرکات است که هر زیرحرکت تصحیحی از مسیر کلی حرکت می باشد. با استفاده از زیرحرکات می توان انجام حرکات پیچیده، یادگیری، تطبیق پذیری و دیگر ویژگی های سیستم کنترل حرکت را تفسیر نمود. هدف این پژوهش پیش بینی و تولید حرکات دست رسانی دوجزئی در صفحه با استفاده از مدلی شبیه به مکانیسم واقعی تولید حرکات انسان و بر مبنای زیرحرکت می‌باشد. دادگان مورد استفاده شامل تکرارهای مختلف چهار نوع حرکت دست رسانی در صفحه از سه سوژه است. پس از پیش پردازش و فازبندی حرکات، تجزیه‌ی حرکات به زیرحرکت‌های کمینه‌ی جرک انجام شده است. در مرحله‌ی بعد، آموزش سه شبکه‌ی عصبی مجزا برای یادگیری پارامترهای زیرحرکت‌ها شامل دامنه، دوره و زمان شروع زیرحرکات انجام شده، شبکه های عصبی در ترکیب یک مدل حلقه‌ی بسته قرار گرفته و پیش بینی حرکات بر اساس مدل تصحیح خطا با استفاده از زیرحرکات توسط این مدل صورت گرفته است. نرخ دست‌رسی به هدف برای تمام حرکات پیش بینی شده توسط مدل زیرحرکت برابر با 100% به دست آمده است. هم‌چنین مقادیر میانگین فاصله از هدف، درصد vaf و میانگین خطای mse بین مسیرهای حرکتی اصلی و پیش بینی شده نشان می‌دهد که حرکات پیش بینی شده با تقریب بسیار خوبی نسبت به حرکات اصلی تشکیل شده اند. نتایج نشان می دهد که وقتی شبکه های عصبی آموزش داده شده با زیرحرکات در یک مدل حلقه‌ی بسته قرار گیرند به دلیل جبران سازی خطاهای منتشر شده از مراحل قبل، به خوبی می‌توانند زیرحرکات مناسبی را برای دست‌رسی کامل به اهداف حرکتی پیش بینی کنند. از نتایج این مطالعه می توان برای بهبود روش های بازتوانی حرکتی استفاده نمود.