Please wait ...
0% Complete
فارسی
Home
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
BiLSTM-Transformer: A Novel Hybrid Model for Accurate Prediction of Hand Joint Angles from sEMG Signals
Authors :
Anita Sadat Sadati Rostami
1
Alireza Nazari
2
Mohammadreza Nayeri
3
1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج
2- دانشگاه علم و صنعت ایران
3- دانشگاه تهران
Keywords :
surface electromyography،sEMG،hand kinematics،time series،Joint estimation،BiLSTM-Transformer،NinaPro DB8،Human-machine interfaces،Regression
Abstract :
Surface electromyography (sEMG) signals offer a non-invasive pathway for advancing human-machine interfaces, yet predicting continuous hand joint angles is challenging due to signal variability and complexity. This study proposes a novel hybrid model integrating bidirectional long short-term memory (BiLSTM) and Transformer architectures to accurately predict 10 degrees of freedom (DOF) in hand joints—metacarpophalangeal (MCP) and proximal interphalangeal (PIP)—using the NinaPro DB8 dataset. The model captures temporal muscle dynamics through BiLSTM and models long-range dependencies with a Transformer encoder, enhanced by residual connections for training stability. To enhance efficiency, a comprehensive preprocessing pipeline extracts time-domain features, applies dimensionality reduction, and employs standardization to optimize performance. A custom regularized loss function mitigates overfitting, ensuring robust predictions. The model achieves a mean absolute error of 8.2° across all 10 joints, with 6.8° for metacarpophalangeal joints and 9.7° for proximal interphalangeal joints, outperforming prior benchmarks focused on fewer aggregated joint angles. This approach enables precise, naturalistic hand pose reconstruction for prosthetic control, offering scalability and personalization for rehabilitation applications.
Papers List
List of archived papers
مدلسازی تصمیمگیری چندمعیاره در سیستمهای صنعتی با تأکید بر انتخاب ابزار هوشمند تحلیل داده
مهتاب شرافتی
هوش مصنوعی و توسعه مهارت های آموزشی در دانشگاهها و مؤسسات آموزش عالی
فاطمه خسروپرویز
شیوه های حسابداری منابع انسانی و تاثیر آنها بر عملکرد مدیریت
مرضیه ساداتی
Experimental and Theoretical Analysis of the Mechanical Performance of 3D-Printed Biomedical Splints Made of PLA/CF with Structural Geometric Variations
ELNAZ ABEDINI - Nima Feizlou
مدل یادگیری ماشین برای امنیت سایبری شهر هوشمند
علیرضا فولاد - محمد امین مقدادی - علی عبدلی - شایان مسگر
کاربردهای هوش مصنوعی و یادگیری عمیق در تشخیص و پیشبینی بیماریها
علی فرزین
تاثیر هوش مصنوعی بر تجارت الکترونیک: تحول توسعه، تجربه مشتری و عملیات تجاری
سجاد یوسفی - مریم پور نجف - مازیار دوستی تنها
Neuromuscular Coordination in Badminton Smashes: Validation of Musculoskeletal Models
Raheleh Tajik - Hamed Fadaei
کاربرد هوش مصنوعی در حملات سایبری: یک مرور تحلیل
سجاد یوسفی - مریم پورنجف - رویا شیخی زاده - زینب بازپور
A Review of Large Language Models in Medicine: Applications, Challenges, and Future Directions
Elham Shameli - Seyed Mohsen Mirhosseini
more
Samin Hamayesh - Version 44.7.0