JP2021514221A - 可動式処置デバイスの運動を分類するための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
yt=ソフトマックス(Why・ht+b)
式中、Whyは、それぞれの出力重み付け行列であり、bは、それぞれの出力バイアスベクトルである。出力ベクトルy(t)は、図7に関してより詳細に説明されるように、0〜1の範囲の確率値を含む。出力ベクトルy(t)は、1つ以上のベクトル要素を含み、各ベクトル要素は、入力ベクトルXt、すなわち、慣性センサデータ171、172、173、…、17nが運動クラス151、152、153、…、15kのうちの1つに関連する、確率値を提供する。ソフトマックス関数の適用は、単に任意選択であることを理解されたい。具体的には、出力ベクトルにおける最も高い確率を有する運動クラスの識別は、任意の正規化なしに行うことができる。
xjは、入力ベクトルであり、
ijは、入力ゲートの活性化ベクトルであり、
fjkは、忘却ゲートの活性化ベクトルであり、
ojは、出力ゲートの活性化ベクトルであり、
ujは、候補状態ベクトルであり、
cjは、セル状態ベクトルであり、
hjは、LSTMモジュール又はニューラルユニット60、70の出力ベクトルであり、
この例では、入力センサデータXtは、要素ベクトルXt∈R6であり得る。例えば、入力テンソルXt∈R6、[Ax、Ay、Az、Gx、Gy、Gz]Tであり得る。
入力重み付けWxy∈R6×256、
隠れ層重み付けUxy∈R256×256、
隠れ層bx∈R256に使用されるバイアス、である。
Claims (13)
- 可動式処置デバイス(11)の運動を分類するための装置(10、100)であって、前記可動式処置デバイス(11)が、少なくとも1つの慣性センサ(13)を備え、前記装置(10)が、
前記可動式処置デバイス(11)の運動クラスのセット(15)に含まれる2つ以上の運動クラス(151、152、153、…、15k)間を判別するように構成された、運動パターン分類デバイス(14)と、
前記慣性センサ(13)からの少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)を前記運動パターン分類デバイス(14)に提供するためのインターフェース(16)であって、前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)が、前記可動式処置デバイス(11)の運動を表す、インターフェース(16)と、を備え、
前記運動パターン分類デバイス(14)が、前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)を受信し、かつ前記運動クラスのセット(15)に含まれる前記運動クラス(151、152、153、…、15k)に対して前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)を分類するように構成された、少なくとも1つのニューラルネットワーク(18)を備え、前記運動クラス(151、152、153、…、15k)が各々、1つ以上のクラス(101、102、103、104)の少なくとも1つのクラスメンバ(101A、101B、102A、102B、…、nA、nB)に関連付けられており、それにより、前記少なくとも1つのクラスメンバ(101A、101B、102A、102B、…、nA、nB)が、前記可動式処置デバイス(11)の運動に基づいて選択される、装置(10、100)。 - 前記可動式処置デバイス(11)が、可動式口腔ケアデバイスである、請求項1に記載の装置(10、100)。
- 前記1つ以上のクラス(101、102、103、104)のうちの1つのクラス(101)が、少なくとも1つのクラスメンバ(101A)を含み、前記1つのクラス(101)が、ユーザ群又はユーザタイプ群を表し、前記少なくとも1つのクラスメンバ(101A)が、前記ユーザ群又はユーザタイプ群のうちの少なくとも1人のユーザ又は1つのユーザタイプをそれぞれ表し、前記運動クラス(151、152、153、…、15n)のうちの少なくとも1つが、前記可動式処置デバイス(11)の運動に基づいて、前記少なくとも1つのユーザ又はユーザタイプを識別するために、前記少なくとも1つのクラスメンバ(101A)に関連付けられている、請求項1又は2に記載の装置(10、100)。
- 前記1つ以上のクラス(101、102、103、104)のうちの1つのクラス(101)が、少なくとも2つのクラスメンバ(101A、101B)を含み、前記1つのクラス(101)が、ユーザ群又はユーザタイプ群を表し、前記少なくとも2つのクラスメンバ(101A、101B)が、前記ユーザ群のうちの少なくとも2人のユーザ又は前記ユーザタイプ群のうちの2つのユーザタイプをそれぞれ表し、前記運動クラス(151、152、153、…、15n)のうちの少なくとも1つが、前記可動式処置デバイス(11)の運動に基づいて、前記ユーザ群又はユーザタイプ群内の少なくとも1人のユーザ又は1つのユーザタイプをそれぞれ識別するために、前記少なくとも2つのクラスメンバ(101A、101B)に関連付けられている、請求項1又は2に記載の装置(10、100)。
- 前記運動パターン分類デバイス(14)が、前記少なくとも1人のユーザ又は1つのユーザタイプ(101A)を識別した後に、前記識別された少なくとも1つのユーザ又はユーザタイプに特徴的な、前記可動式処置デバイス(11)の2つ以上のユーザ固有又はユーザタイプ固有の運動クラス(1151、1152、1153、…、115n)を含む、ユーザ固有又はユーザタイプ固有の運動クラスプリセット(115)を選択するように構成されている、請求項3又は4に記載の装置(100)。
- 前記ニューラルネットワーク(18)が、回帰型ニューラルネットワーク、具体的には、長短期メモリネットワーク又はゲート付き回帰型ユニットネットワークであり、更に具体的には、前記回帰型ニューラルネットワークが、双方向性回帰型ニューラルネットワークであり、なお更に具体的には、前記回帰型ニューラルネットワークが、少なくとも2層の双方向性回帰型ニューラルネットワークである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置(10、100)。
- 前記インターフェース(16)が、前記慣性センサ(13)からの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)のシーケンスを、前記運動パターン分類デバイス(14)に入力(X1、X2、X3、…、Xn)として提供するように配置されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置(10、100)。
- 前記可動式処置デバイス(11)が、前記処置デバイス(11)が対象表面に対して加える圧力を測定するように配置された圧力センサ、又は前記可動式処置デバイス(11)を駆動するモータのモータ負荷を検知するための負荷センサなどの少なくとも1つの更なるセンサを備え、前記インターフェース(16)が、前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)に加えて、前記更なるセンサからの少なくとも1つの更なるセンサデータを前記運動パターン分類デバイス(14)に提供するように配置されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の装置(10)。
- 前記運動パターン分類デバイス(14)が、前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)を受信するように各々が構成された、少なくとも第1及び第2のニューラルネットワーク(18)を備え、前記第1のニューラルネットワークが、運動クラスの第1のセット(15)に含まれる運動クラス(151、152、153、…、15k)に対して前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)を分類するように構成され、前記第2のニューラルネットワークが、運動クラスの第2のセット(15)に含まれる運動クラス(151、152、153、…、15k)に対して前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)を分類するように構成され、前記運動クラスの第1及び第2のセットの前記運動クラス(151、152、153、…、15k)が各々、前記1つ以上のクラス(101、102、103、104)の前記クラスメンバ(101A、101B、102A、102B、…、nA、nB)のうちの少なくとも1つに関連付けられており、それにより、前記少なくとも1つのクラスメンバ(101A、101B、102A、102B、…、nA、nB)が、前記可動式処置デバイス(11)の運動に基づいて選択される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置(10)。
- 前記1つ以上のクラス(101、102、103、104)のうちの1つのクラス(102)が、少なくとも2つのクラスメンバ(102A、102B)を含み、前記1つのクラス(102)が、前記可動式処置デバイス(11)の取り扱い評価を表し、第1のクラスメンバ(102A)が、前記可動式処置デバイス(11)の正しい取り扱いを表し、第2のクラスメンバ(102B)が、前記可動式処置デバイス(11)の誤った取り扱いを表し、前記運動クラス(151、152、153、…、15n)のうちの少なくとも1つが、前記可動式処置デバイス(11)の運動に基づいて、前記可動式処置デバイス(11)の前記取り扱いを評価するために、前記第1又は前記第2のクラスメンバ(102A、102B)のいずれかに関連付けられている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の装置(100)。
- 前記1つ以上のクラス(101、102、103、104)のうちの1つのクラス(103)が、少なくとも2つのクラスメンバ(103A、103B)を含み、前記1つのクラス(103)が、前記可動式処置デバイス(11)の運動実行の品質を表し、第1のクラスメンバ(103A)が、前記可動式処置デバイス(11)の良好な運動実行を表し、第2のクラスメンバ(103B)が、前記可動式処置デバイス(11)の不良な運動実行を表し、前記運動クラス(151、152、153、…、15n)のうちの少なくとも1つが、前記可動式処置デバイス(11)の運動に基づいて、前記可動式処置デバイス(11)の運動実行の品質を評価するために、前記第1又は前記第2のクラスメンバ(103A、103B)のいずれかに関連付けられている、請求項1〜10のいずれか一項に記載の装置(100)。
- 可動式処置デバイス(11)の運動の分類を実施するための方法であって、前記可動式処置デバイス(11)が、少なくとも1つの慣性センサ(13)を含み、前記対象表面(12)を処置するように構成されており、前記方法が、
前記可動式処置デバイス(11)の運動クラスのセット(15)に含まれる2つ以上の運動クラス(151、152、153、…、15k)を提供することと、
前記慣性センサ(13)から少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)を受信することであって、前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)が、前記可動式処置デバイス(11)の運動を表す、受信することと、
ニューラルネットワーク(18)によって、前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)を受信して処理することと、前記運動クラスのセット(15)に含まれる少なくとも1つの運動クラス(151、152、153、…、15k)に対して前記少なくとも1つの慣性センサデータ(171、172、173、…、17n)を分類することと、を含み、前記運動クラス(151、152、153、…、15k)が各々、1つ以上のクラス(101、102、103、104)のうちの少なくとも1つのクラスメンバ(101A、101B、102A、102B、…、nA、nB)に関連付けられており、それにより、前記少なくとも1つのクラスメンバ(101A、101B、102A、102B、…、nA、nB)が、前記可動式処置デバイス(11)の運動に基づいて選択される、方法。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の装置(10)と、前記少なくとも1つの慣性センサ(13)を備える可動式処置デバイス(11)と、を備えるシステム。
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