Принципы реализации многоканального человеко-машинного интерфейса
https://doi.org/10.56304/S2304487X22010126
Аннотация
В статье рассмотрены различные принципы реализации многоканального человеко-машинного интерфейса для управления робототехническим комплексом или киберфизической системой. В ходе распознавания команд, поступающих от оператора к интерфейсу, могут возникать ошибки первого и второго рода. Ошибка первого рода возникает, когда оператор отдал команду на исполнение, но она не была распознана. Ошибка второго рода возникает, когда оператор не отдавал команду на исполнение, но она была ошибочно распознана. В случае параллельного использования нескольких человеко-машинных интерфейсов возникает задача выбора команды, поскольку с различных интерфейсов могут приходить противоречивые команды, которые требуют одних и тех же ресурсов для выполнения. Для решения этой задачи рассмотрено два основных принципа. Первый принцип заключается в реализации системы принятия решений, на вход которой поступают команды по каналам (интерфейсам) управления, а на выходе принимается решение о команде, которая будет выполнена. Второй принцип заключается в выборе одного наиболее эффективно работающего способа управления и использовании только его. В работе рассмотрены примеры реализации системы принятия решений и алгоритмов выбора одного способа управления. Для реализации данных алгоритмов рассмотрены различные критерии эффективности работы интерфейса. На основе сгенерированных матриц ошибок проведен ряд экспериментов с целью определения количества ошибок при распознавании команд и вычисления ошибок первого и второго рода для каждого алгоритма.
Об авторах
Т. И. ВозненкоРоссия
115409
Москва
А. И. Петрова
Россия
115409
Москва
К. Я. Кудрявцев
Россия
115409
Москва
Е. В. Чепин
Россия
115409
Москва
Список литературы
1. Gridnev A. A., Voznenko T. I., Chepin E. V. The decision-making system for a multi-channel robotic device control // Procedia computer science, 2018. V. 123. P. 149–154. doi: 10.1016/j.procs.2018.01.024
2. Voznenko T. I., Kudryavtsev K. Y. Algorithm for Multi-Channel Robotic Device Control Based on Minimizing Bayesian Risk // Procedia Computer Science, 2021. V. 190. P. 803–807. doi: 10.1016/j.procs.2021.06.093
3. Voznenko T. I., Gridnev A. A., Kudryavtsev K. Y., Chepin E. V. The Decomposition Method of Multichannel Control System Based on Extended BCI for a Robotic Wheelchair // Advances in Intelligent Systems and Computing, 2020. V. 948. P. 562–567. doi: 10.1007/978-3-030-25719-4_73
4. Voznenko T. I., Gridnev A. A., Chepin E. V., Kudryavtsev K. Y. The command interpretation in decomposition method of multi-channel control for a robotic device.// Procedia Computer Science, 2020. V. 169. P. 152–157. doi: 10.1016/j.procs.2020.02.127
5. Stehman S. V. Selecting and interpreting measures of thematic classification accuracy. //Remote Sensing of Environment, 1997. V. 62. № 1. P. 77–89. doi: 10.1016/S0034-4257(97)00083-7
6. Biswas K. K., Basu S. K. Gesture recognition using Microsoft Kinect® / In The 5th international conference on automation, robotics and applications, 2011. P. 100–103. doi: 10.1109/ICARA.2011.6144864
7. Abdelnasser H., Youssef M., Harras K. A. Wigest: A ubiquitous wifi-based gesture recognition system / In 2015 IEEE conference on computer communications (INFOCOM), 2015. P. 1472–1480. doi: 10.1109/INFOCOM.2015.7218525
8. Voznenko T. I., Gridnev A.A., Chepin E.V., Kudryavtsev K. Y. Comparison Between Coordinated Control and Interpretation Methods for Multi-channel Control of a Mobile Robotic Device.// Advances in Intelligent Systems and Computing, 2021. V. 1310. P. 558–564. doi: 10.1007/978-3-030-65596-9_68
9. Petrova A., Chepin, E., Voznenko T. Using Environmental Objects as Visual Stimuli in BCI-based Interaction System: Theoretical Approach.// Procedia Computer Science, 2021. V. 190. P. 670–677. doi: 10.1016/j.procs.2021.06.109
Рецензия
Для цитирования:
Возненко Т.И., Петрова А.И., Кудрявцев К.Я., Чепин Е.В. Принципы реализации многоканального человеко-машинного интерфейса. Вестник НИЯУ МИФИ. 2022;11(1):59-67. https://doi.org/10.56304/S2304487X22010126
For citation:
Voznenko T.I., Petrova A.I., Kudryavtsev K.Y., Chepin E.V. The Implementation Principles of a Multi-Channel Human-Machine Interface. Vestnik natsional'nogo issledovatel'skogo yadernogo universiteta "MIFI". 2022;11(1):59-67. (In Russ.) https://doi.org/10.56304/S2304487X22010126