Learning-Based Inverse Dynamics for Human Motion Analysis
- Autor:innen:
- Reihe:
- Informatik/ Kommunikation, Band 877
- Verlag:
- 2022
Zusammenfassung
This dissertation deals with machine learning techniques for inverse dynamics of human motion. Inverse
dynamics refers to the derivation of acting forces and moments from the motion of a kinematic model. More precisely, the objective is to estimate joint torques, ground reaction forces and ground reaction moments at both feet based on the three-dimensional input motion of a skeletal model. The problem is solved using a data-driven machine learning approach, proposing several regression models that are particularly suitable with respect to limited data availability. The goal is to exploit the inherent strengths of machine learning, such as fast and noiseresistant data analysis. The described methods are able to predict underlying joint torques and exterior forces with high precision (on gait sequences: relative root mean squared errors of 7.0 %, 16.1 % and 11.9 % for reaction forces, reaction moments and joint moments which correspond to Pearson‘s correlation coefficients of 0.91, 0.83 and 0.82), while reducing computation times by two orders of magnitude compared to traditional optimization.
Contents
1 Introduction 1
1.1 Applications and Challenges of Inverse Dynamics . . ....
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Bibliographische Angaben
- Copyrightjahr
- 2022
- ISBN-Print
- 978-3-18-387710-2
- ISBN-Online
- 978-3-18-687710-9
- Verlag
- VDI Verlag, Düsseldorf
- Reihe
- Informatik/ Kommunikation
- Band
- 877
- Sprache
- Deutsch
- Seiten
- 152
- Produkttyp
- Monographie
Inhaltsverzeichnis
- Titelei/Inhaltsverzeichnis Teilzugriff Seiten I - XIV Download Kapitel (PDF)
- Applications and Challenges of Inverse Dynamics Kein Zugriff
- Learning Inverse Dynamics Kein Zugriff
- Contributions Kein Zugriff
- Structure of the Thesis Kein Zugriff
- Publications Kein Zugriff
- Inverse Approaches Kein Zugriff
- Forward Approaches Kein Zugriff
- Implicit Approaches Kein Zugriff
- Learning-Based Inverse Dynamics Kein Zugriff
- Decreasing Supervision Kein Zugriff
- Representation of Position Kein Zugriff
- Representation of Orientation Kein Zugriff
- Homogeneous Transformations Kein Zugriff
- Kinematic Trees Kein Zugriff
- The Denavit-Hartenberg Convention Kein Zugriff
- Velocity and Acceleration Kinematics Kein Zugriff
- TMT-Method Kein Zugriff
- Terminology and General Concepts Kein Zugriff
- Support Vector Machines Kein Zugriff
- Ridge Regression Kein Zugriff
- Random Forests Kein Zugriff
- Neural Networks Kein Zugriff
- Generalization Kein Zugriff
- Transfer Learning Kein Zugriff
- Motion Capture and Kinematic Optimization Kein Zugriff
- Force Plate Measurements Kein Zugriff
- Estimation of Inertial Properties Kein Zugriff
- Optimization of Joint Torques Kein Zugriff
- Data Specification Kein Zugriff
- Generation of Training Data Points Kein Zugriff
- End-to-End Regression Kein Zugriff
- Multi-Stage Regression Kein Zugriff
- Predictive Dynamics Dataset Kein Zugriff
- Public Dataset Kein Zugriff
- Application to Reconstructed Motions Kein Zugriff
- Discussion Kein Zugriff
- Datasets Kein Zugriff
- Forward Layer Kein Zugriff
- Inverse Layer Kein Zugriff
- Contact Loss Kein Zugriff
- Training Modes Kein Zugriff
- Comparison in the Supervised Setting Kein Zugriff
- Semi-Supervision with Small Labeled Datasets Kein Zugriff
- Domain Adaptation Kein Zugriff
- Ablation of Input Structure Kein Zugriff
- Effect of Noise Kein Zugriff
- Discussion Kein Zugriff
- Conclusions Kein Zugriff Seiten 123 - 126
- Evaluation Based on Additional Metrics Kein Zugriff
- Data-Driven Inverse Dynamics Optimization Kein Zugriff
- Bibliography Kein Zugriff Seiten 130 - 152





