Published December 3, 2018
| Version v1
Publication
Open
Online Fault Detection Approach of Unpredictable Inputs: Application to Handwriting System
Creators
- 1. National Engineering School of Tunis
- 2. Tunis El Manar University
Description
Many investigators are interested in improving the control strategies of hand prosthesis to make it functional and more convenient to use. The most used control approach is based on the forearm muscles activities, named 'ElectroMyoGraphic' (EMG) signal. However, these biological signals are very sensitive to many disturbances and are generally unpredictable in time, type, and level. This leads to inaccurate identification of user intent and threatens the prosthesis control reliability. This paper proposed a real-time fault detection and localization approach applied to handwriting device on the plane. This approach allows connecting inputs (IEMG signals)/outputs (pen tip coordinates) data as a parametric model for Multi-Inputs Multi-Outputs (MIMO) system. The proposed approach is considered as a model-independent abrupt or intermittent fault detection method and as an alternative solution to the unpredictable input observer based techniques, without any observability requirements. This approach allows detecting, in real time, several types of faults in one or two inputs signals and in the same or different instants. Our study is appropriate for many rapidly expanding fields and practices, including biomedical engineering, robotics, and biofeedback therapy or even military applications.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يهتم العديد من الباحثين بتحسين استراتيجيات التحكم في الأطراف الاصطناعية اليدوية لجعلها وظيفية وأكثر ملاءمة للاستخدام. يعتمد نهج التحكم الأكثر استخدامًا على أنشطة عضلات الساعد، المسماة إشارة "ElectroMyoGraphic" (EMG). ومع ذلك، فإن هذه الإشارات البيولوجية حساسة للغاية للعديد من الاضطرابات ولا يمكن التنبؤ بها بشكل عام من حيث الوقت والنوع والمستوى. وهذا يؤدي إلى تحديد غير دقيق لنية المستخدم ويهدد موثوقية التحكم في الأطراف الاصطناعية. اقترحت هذه الورقة نهجًا للكشف عن الأخطاء وتوطينها في الوقت الفعلي يتم تطبيقه على جهاز الكتابة اليدوية على متن الطائرة. يسمح هذا النهج بتوصيل المدخلات (إشارات مجموعة الإدارة البيئية الدولية)/المخرجات (إحداثيات طرف القلم) كنموذج بارامتري لنظام المخرجات المتعددة متعددة المدخلات (MIMO). يعتبر النهج المقترح طريقة مستقلة عن النموذج للكشف عن الأخطاء المفاجئة أو المتقطعة وكحل بديل للتقنيات القائمة على مراقب المدخلات التي لا يمكن التنبؤ بها، دون أي متطلبات للرصد. يسمح هذا النهج بالكشف، في الوقت الفعلي، عن عدة أنواع من الأعطال في إشارة واحدة أو اثنتين من إشارات الإدخال وفي نفس اللحظات أو في لحظات مختلفة. دراستنا مناسبة للعديد من المجالات والممارسات سريعة التوسع، بما في ذلك الهندسة الطبية الحيوية والروبوتات وعلاج الارتجاع البيولوجي أو حتى التطبيقات العسكرية.Translated Description (French)
De nombreux chercheurs souhaitent améliorer les stratégies de contrôle de la prothèse de main pour la rendre fonctionnelle et plus pratique à utiliser. L'approche de contrôle la plus utilisée est basée sur les activités musculaires de l'avant-bras, appelées signal « ElectroMyoGraphic » (EMG). Cependant, ces signaux biologiques sont très sensibles à de nombreuses perturbations et sont généralement imprévisibles dans le temps, le type et le niveau. Cela conduit à une identification inexacte de l'intention de l'utilisateur et menace la fiabilité du contrôle de la prothèse. Cet article proposait une approche de détection et de localisation des pannes en temps réel appliquée au dispositif d'écriture manuscrite sur l'avion. Cette approche permet de connecter les données d'entrées (signaux IEMG)/sorties (coordonnées de la pointe du stylo) en tant que modèle paramétrique pour le système MIMO (Multi-Inputs Multi-Outputs). L'approche proposée est considérée comme une méthode de détection de défaut abrupte ou intermittente indépendante du modèle et comme une solution alternative aux techniques basées sur l'observateur d'entrée imprévisible, sans aucune exigence d'observabilité. Cette approche permet de détecter, en temps réel, plusieurs types de défauts dans un ou deux signaux d'entrée et à des instants identiques ou différents. Notre étude convient à de nombreux domaines et pratiques en pleine expansion, y compris le génie biomédical, la robotique et la thérapie de biofeedback ou même les applications militaires.Translated Description (Spanish)
Muchos investigadores están interesados en mejorar las estrategias de control de las prótesis de mano para que sean funcionales y más cómodas de usar. El enfoque de control más utilizado se basa en las actividades de los músculos del antebrazo, denominadas señal 'ElectroMyoGraphic' (EMG). Sin embargo, estas señales biológicas son muy sensibles a muchas perturbaciones y generalmente son impredecibles en tiempo, tipo y nivel. Esto conduce a una identificación inexacta de la intención del usuario y amenaza la fiabilidad del control de la prótesis. Este documento propuso un enfoque de detección y localización de fallas en tiempo real aplicado al dispositivo de escritura a mano en el avión. Este enfoque permite conectar datos de entradas (señales IEMG)/salidas (coordenadas de punta de lápiz) como un modelo paramétrico para el sistema Multi-Inputs Multi-Outputs (mimo). El enfoque propuesto se considera como un método de detección de fallas abrupto o intermitente independiente del modelo y como una solución alternativa a las técnicas impredecibles basadas en el observador de entrada, sin ningún requisito de observabilidad. Este enfoque permite detectar, en tiempo real, varios tipos de fallos en una o dos señales de entrada y en el mismo o diferentes instantes. Nuestro estudio es apropiado para muchos campos y prácticas en rápida expansión, incluida la ingeniería biomédica, la robótica y la terapia de biorretroalimentación o incluso aplicaciones militares.Files
9789060.pdf.pdf
Files
(4.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:41de479e59c1f1ad91a7287abbfd1433
|
4.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نهج الكشف عن الأخطاء عبر الإنترنت للمدخلات غير المتوقعة: التطبيق على نظام الكتابة اليدوية
- Translated title (French)
- Approche de détection des pannes en ligne des entrées imprévisibles : application au système d'écriture manuscrite
- Translated title (Spanish)
- Enfoque de detección de fallas en línea de entradas impredecibles: aplicación al sistema de escritura a mano
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2902382957
- DOI
- 10.1155/2018/9789060
References
- https://openalex.org/W1485303684
- https://openalex.org/W1581249620
- https://openalex.org/W1597576211
- https://openalex.org/W1939856227
- https://openalex.org/W1968636099
- https://openalex.org/W1973892824
- https://openalex.org/W1975893495
- https://openalex.org/W1991689625
- https://openalex.org/W2002499457
- https://openalex.org/W2034866094
- https://openalex.org/W2038478269
- https://openalex.org/W2061270051
- https://openalex.org/W2063331996
- https://openalex.org/W2081728407
- https://openalex.org/W2085555205
- https://openalex.org/W2101336403
- https://openalex.org/W2103222738
- https://openalex.org/W2123038173
- https://openalex.org/W2127262763
- https://openalex.org/W2133530044
- https://openalex.org/W2138576091
- https://openalex.org/W2139494503
- https://openalex.org/W2144597827
- https://openalex.org/W2155876893
- https://openalex.org/W2156394514
- https://openalex.org/W2156654664
- https://openalex.org/W2156914236
- https://openalex.org/W2157409090
- https://openalex.org/W2167170208
- https://openalex.org/W2168779154
- https://openalex.org/W2231321542
- https://openalex.org/W2261679717
- https://openalex.org/W2262404698
- https://openalex.org/W2272369748
- https://openalex.org/W2296030694
- https://openalex.org/W2563575047
- https://openalex.org/W2800928897
- https://openalex.org/W2897501913
- https://openalex.org/W4242470988