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(Un)supervised (Co)adaptation via Incremental Learning for Myoelectric Control: Motivation, Review, and Future Directions

Campbell, Evan und Egle, Fabio und OßWald, Marius und Côté-Allard, Ulysse und Pilarski, Patrick M. und Boccardo, Nicolò und Meattini, Roberto und Vujaklija, Ivan und Hargrove, Levi und Canepa, Michele und Eddy, Ethan und Vecchio, Alessandro Del und Castellini, Claudio und Scheme, Erik (2025) (Un)supervised (Co)adaptation via Incremental Learning for Myoelectric Control: Motivation, Review, and Future Directions. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 33, Seiten 3565-3582. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TNSRE.2025.3602397. ISSN 1534-4320.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11137388

Kurzfassung

This paper presents a narrative review of incremental learning methods for myoelectric control, outlining both the historical trajectory and potential of adaptive prosthetic systems. Traditional myoelectric control has evolved from direct control techniques to advanced pattern recognition, yet persistent challenges such as signal non-stationarities and, consequently, the need for frequent recalibration remain. Incremental learning may enable a paradigm shift by continuously updating control models based on real-time, user-in-the-loop data, thereby addressing user-specific variations, environmental changes, and challenges from screen-guided-training based calibration. A central contribution of the paper is its taxonomy of incremental learning strategies, which divides the field into four categories: dedicated on-demand recalibration, unsupervised incremental learning, predictor-dependent incremental learning, and environment-dependent incremental learning. The methodology, strengths, and limitations of each category are discussed, providing a clear framework for evaluating current research and guiding future innovations. Further, this work establishes three settings for incremental learning: domain-incremental, task-incremental, and class-incremental continual learning. In addition, the paper highlights emerging trends such as transfer learning, domain adaptation, and self-supervised regression. It also emphasizes the potential of physiologically-inspired algorithms, novel end-effector designs to enhance prosthetic performance, and human-device co-adaptation. Finally, this paper discusses open challenges for incremental learning like attribution of signal changes to noise vs. behaviours, model complexity vs. data requirements, and user vs. model adaptation. Collectively, these insights pave the way for next-generation myoelectric systems that are more robust, intuitive, and adaptable to the dynamic needs and behaviours of users.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/221693/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:(Un)supervised (Co)adaptation via Incremental Learning for Myoelectric Control: Motivation, Review, and Future Directions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Campbell, EvanUniversity of New BrunswickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Egle, FabioFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
OßWald, MariusFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Côté-Allard, UlysseUniversity of OsloNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pilarski, Patrick M.University of AlbertaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boccardo, NicolòIstituto Italiano di TecnologiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meattini, RobertoUniversity of BolognaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vujaklija, IvanAalto UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hargrove, LeviShirley Ryan AbilityLabNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Canepa, MicheleAlberta Machine Intelligence Institute (Amii)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eddy, EthanUniversity of New BrunswickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vecchio, Alessandro DelFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Castellini, ClaudioClaudio.Castellini (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7346-2180201729769
Scheme, ErikUniversity of New BrunswickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 August 2025
Erschienen in:IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:33
DOI:10.1109/TNSRE.2025.3602397
Seitenbereich:Seiten 3565-3582
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1534-4320
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Incremental learning;Adaptation models;Myoelectric control;Prosthetics;Pattern recognition;Electromyography;Calibration;Accuracy;Taxonomy;Computational modeling;Myoelectric control;incremental learning;electromyography;human-computer-interaction
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 23:28
Letzte Änderung:07 Jan 2026 23:28

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