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Título: Diseño y comparación de modelos de reconocimiento de gestos de la mano combinando aprendizaje supervisado y aprendizaje por refuerzo : Diseño de un modelo de reconocimiento de 5 gestos de la mano con función en tiempo real mediante el uso de Double Deep Q-Network (DDQN).
Autor: Bastidas Verduga, Cristian Gabriel
Director: Valdivieso Caraguay, Ángel Leonardo
Palabras clave: APRENDIZAJE POR REFUERZO
GESTOS DE LA MANO
CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN
TECNOLOGÍA AVANZADA
Fecha de publicación: 8-abr-2024
Editorial: Quito : EPN, 2024.
Citación: Bastidas Verduga, C.G.(2024).Diseño y comparación de modelos de reconocimiento de gestos de la mano combinando aprendizaje supervisado y aprendizaje por refuerzo : Diseño de un modelo de reconocimiento de 5 gestos de la mano con función en tiempo real mediante el uso de Double Deep Q-Network (DDQN).32 páginas. Quito : EPN, 2024.
Resumen: Hand Gesture Recognition (HGR) using Electromyography (EMG) signals is a crucial component of Human-Computer Interaction, enabling natural communication between humans and technology in various applications such as prosthetics, robotics, and rehabilitation devices. While supervised learning techniques like Convolutional Neural Networks (CNNs) have been extensively explored in HGR systems and have achieved high levels of accuracy, reinforcement learning (RL) stands out for its ability to learn from interaction and solve sequential decision problems. Algorithms such as Q-Learning and Deep Q-Network (DQN) have shown promising results in HGR and EMG. This research aims to compare the performance of reinforcement learning techniques DQN and DDQN in HGR using the EMG-EPN-612 dataset, evaluating the accuracy of the models in both recognition and classification. Key contributions include the design of a reward function for this context and the use of a pre-existing convolutional neural network for fine-tuning. The results show that models with fine-tuning, alongside DQN and DDQN, exhibited similar values in the proposed metrics. A 3.61% improvement in recognition accuracy was observed for the DQN model and a 3.45% improvement for the DDQN model compared to the baseline model. However, no significant improvements were found in classification accuracy. In conclusion, it was found that DQN outperformed DDQN in this scenario.
Descripción: El reconocimiento de gestos de la mano (HGR) mediante señales de electromiografía (EMG) es fundamental en la interacción humano-computador, permitiendo una comunicación natural entre humanos y tecnología en diversas aplicaciones como prótesis, robótica y dispositivos de rehabilitación. Aunque las técnicas de aprendizaje supervisado, como las Redes Neuronales Convolucionales (CNN), han sido ampliamente exploradas en sistemas de HGR y han alcanzado altos niveles de precisión, el aprendizaje por refuerzo (RL) se destaca por su capacidad para aprender de la interacción y resolver problemas de decisión secuenciales. Algoritmos como Q-Learning y Deep Q-Network (DQN) han mostrado resultados prometedores en HGR y EMG. En esta investigación, se propone comparar el rendimiento de las técnicas de aprendizaje por refuerzo DQN y DDQN en HGR utilizando el conjunto de datos EMG-EPN-612, evaluando la precisión de los modelos tanto en reconocimiento como en clasificación. Las contribuciones principales incluyen el diseño de una función de recompensa para este contexto y la utilización de una red neuronal convolucional preexistente para un ajuste fino. Los resultados muestran que los modelos con ajuste fino, junto con DQN y DDQN, presentaron valores similares en las métricas propuestas. Se observó una mejora del 3.61% en la precisión de reconocimiento para el modelo DQN y una mejora del 3.45% para el modelo DDQN en comparación con el modelo base. Sin embargo, no se encontraron mejoras significativas en la precisión de clasificación. En conclusión, se encontró que DQN generalmente tuvo un mejor rendimiento que DDQN en este escenario.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25349
Tipo: Trabajo de Integración Curricular
Aparece en las colecciones:TIC - Ingeniería en Ciencias de la Computación

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