Design e Reconhecimento de Gestos do Sensor de Posição da Articulação do Pulso Baseado em Redes de Bragg de Fibra

A articulação do pulso é a principal parte do controle do movimento da mão, e a detecção de sua postura é muito importante para o reconhecimento de gestos. Este estudo apresenta um método novo e simples para detectar a postura da articulação do pulso utilizando sensores de rede de Bragg de fibra (FBG). FBGs integrados a um substrato compósito de polidimetilsiloxano (PDMS) e poliamida (PI) foram fixados à superfície da pele de músculos específicos do antebraço para monitorar a deformação muscular do antebraço induzida pelo movimento da articulação do pulso. As características de resposta e aplicabilidade do sensor projetado foram validadas através de simulação e testes. Um algoritmo de memória de longo prazo e curto prazo (LSTM) com um mecanismo de atenção foi empregado para treinar e prever oito gestos estáticos de testadores com fisionomias variadas. Resultados experimentais demonstraram que, em comparação com outros substratos, FBG com substratos compósitos de PDMS e PI exibiu propriedades superiores de resistência à fluência, tempos de resposta e recuperação rápidos (198/202 ms), alta sensibilidade (7,09 pm/°) e boa reprodutibilidade (desvio padrão (DP) de 2,48%). O modelo LSTM pôde prever de forma eficaz os oito gestos estáticos dos testadores, com 99,48% de precisão de reconhecimento para a mesma pessoa e 96,67% de precisão de reconhecimento para dez pessoas diferentes. Os sensores propostos teriam aplicações potenciais na área de treinamento de reabilitação, realidade virtual (VR) ou realidade aumentada (AR), interação humano-computador, e assim por diante.