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Evaluation of LSTM for predicting grip strength using electromyography: a comparison of setups and methods

Anam, Khairul und Sudrajat, Ahmad und Rizal, Naufal Ainur und Intyanto, Gramandha Wega und Muldayani, Wahyu und Negara, Mohamad Agung Prawira und Sumardi, Sumardi und Bukhori, Saiful und Gitakarma, Made Santo und Castellini, Claudio (2025) Evaluation of LSTM for predicting grip strength using electromyography: a comparison of setups and methods. Neural Computing and Applications, 37 (21), Seiten 16461-16485. Springer Nature. doi: 10.1007/s00521-025-11337-9. ISSN 0941-0643.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00521-025-11337-9

Kurzfassung

Despite decades of research in prosthetics and myocontrol, using electromyography (EMG) to accurately predict the force a user grasps an object with is still a subject of investigation. Although the problem seems trivial, the optimal EMG setup, able to deliver high prediction accuracy at a minimal economic and computational cost needs to be found. In this work, we compare several EMG setups consisting of one to eight sensors and deep learning methods to find out which combination is most convenient. In particular, we compare long short-term memory (LSTM), together with a stacked autoencoder (LSTM-SAE) and an attention mechanism (LSTMATT). Our experimental results reveal that, while the best performance is attained by LSTM-SAE (coefficient of correlation 0.9867 +- 0.0087, coefficient of determination 0.9676 +- 0.0489, normalized root mean square error 0.048 +- 0.0213), statistically significant differences can only be found when the number of sensors is drastically reduced, namely to 2 sensors, in which case, anyway, the performance is still close to optimal and even surpasses state-of-the-art methods. Further research will focus on testing the optimal approach and setup online on amputated users using prosthetic hardware in daily living activities.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/221690/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Evaluation of LSTM for predicting grip strength using electromyography: a comparison of setups and methods
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Anam, KhairulUniversitas JemberNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sudrajat, AhmadUniversitas JemberNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rizal, Naufal AinurUniversitas JemberNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Intyanto, Gramandha WegaUniversitas JemberNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Muldayani, WahyuUniversitas JemberNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Negara, Mohamad Agung PrawiraUniversitas JemberNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sumardi, SumardiUniversitas JemberNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bukhori, SaifulUniversitas JemberNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gitakarma, Made SantoUniversitas Pendidikan GaneshaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Castellini, ClaudioClaudio.Castellini (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7346-2180201727940
Datum:3 Juni 2025
Erschienen in:Neural Computing and Applications
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:37
DOI:10.1007/s00521-025-11337-9
Seitenbereich:Seiten 16461-16485
Verlag:Springer Nature
ISSN:0941-0643
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Grip strength prediction, Stacked autoencoder, LSTM, Attention mechanism
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Mensch-Maschine Interaktion, R - Intuitive Mensch-Roboter Schnittstelle [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Leitungsbereich
Hinterlegt von: Castellini, Dr. Claudio
Hinterlegt am:07 Jan 2026 23:15
Letzte Änderung:07 Jan 2026 23:15

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