I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   17 ,   N o .   2 ,   F e b r ua r y   20 20 ,   pp .   58 3 ~ 5 9 3   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 2 . pp58 3 - 59 3             583       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   A m p l i t u d e   i n d e p e n d e n t   v e r su a m p l i t u d e   d e p e n d e n t   m u scl e   a c t i v i t y   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m s:   a   c o m p a r a t i v e   st u d y         H u s amu l d e e n   K .   H am e e d 1 W.   Z .   Wan   H as an 2 S u h ai d i   S h afi e 3 ,   S i t i   A n o m   A h m ad 4 ,   H as l i n a   Jaafa r 5   1 , 2 , 3 , 4 , 5 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   P u t r a   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   2 , 3 I ns t i t u t e   o f   A d v a nc e T e c hno l o gy   ( I T M A ) ,   U ni v e r s i t i   P ut r a   M a l a y s i a   ( U P M ) ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e M a r   25 ,   2 019   R e v i s e M a y   27 ,   20 19   A c c e pt e J un   1 1 ,   201 9       T he   a m pl i t ude   d e pe nde nt   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o a l g o r i t hm s   o f   t he   s ur f a c e   e l e c t r o m y o g r a ph y   ( s E M G )   s i g na l s   a r e   v e r y   s e ns i t i v e   t o   t h e   c ha n g e s   i t h e   ba c kg r o und  no i s e   l e v e l s   a nd  t he   p e r f o r m a nc e   o f   t he s e   a m pl i t ude - ba s e d   m e t ho ds   i s   h i g hl y   de t e r i o r a t e w h e t he   S i g na l   t o   N o i s e   r a t i o   ( S N R )   o f   t he   s E M G   s i g na l   i s   l o w .   s E M G   s i g na l s   o f   de e a nd  s m a l l   m us c l e s   a s   w e l l   a s   s E M G   s i g na l s   r e c o r de d   f r o m   pa t i e n t s   t h a t   ha v e   n e ur o m us c ul a r   di s e a s e s   m a y   no t   m e e t   t h i s   S N R   r e qui r e m e nt   w hi c m o t i v a t e s   t he   ne e f o r   a m pl i t u de   i nde pe n de n t   a l g o r i t hm s   t ha t   c a de t e c t   w e a m us c l e   a c t i v i t i e s .   M o r e o v e r ,   t he   s E M G   s i g na l   a m p l i t u de   i s   no t   c o ns t a nt   d ur i ng   t he   r e c o r di ng   t i m e   due   t o   t he   v a r i a t i o i t he   c ha r a c t e r i s t i c s   o f   t he   e l e c t r o de - s k i i n t e r f a c e   a nd   due   t o   t h e   c ha ng e s   i t h e   g r o und  r e f e r e nc e   l e v e l .   T h e r e f o r e ,   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t he   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o a l g o r i t hm s   s ho ul no t   b e   a f f e c t e by   t he   i nv o l unt a r y   a m pl i t ude   v a r i a t i o ns   o f   t he   s E M G   s i g na l   i o r de r   t o   a c hi e v e   r e l i a bl e   c o nt r o l   o f   r o bo t i c   de v i c e s   i nt e n de f o r   di s a bl e d   pe o pl e .     T o   a c c e nt ua t e   t he   i m po r t a nc e   o f   t h e   a m p l i t u de   i n de p e nde nt   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o m e t ho ds   o v e r   t h e   a m p l i t ud e   de p e nd e nt   de t e c t i o n   m e t ho ds ,     a   c o m pa r a t i v e   s t u dy   ha s   be e c o nduc t e i t h i s   pa p e r   b e t w e e t he   pe r f o r m a nc e   o f   a a m pl i t ud e   i nd e pe n de n t   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o a l g o r i t hm   ( F L A - M S E   a l g o r i t hm )   a nd  t h r e e   a m p l i t u de   de p e nde nt   a l g o r i t hm s   w i t h   r e s p e c t   t o   t h e   d e t e c t i o c a pa bi l i t y   of   w e a m u s c l e   a c t i v i t i e s   a nd   w i t r e s pe c t   t o   t h e   i m m un i t y   a g a i ns t   f a l s e   a l a r m s .   T he   r e s ul t s   h a v e   s h o w e t ha t   t he   pe r f o r m a nc e   o f   t he   a m pl i t ud e   i nde pe n de n t   a l g o r i t hm   o ut pe r f o r m e t h e   pe r f o r m a nc e   o f   t he   a m pl i t ude   de p e nde nt   a l g o r i t hm s   f o r   de t e c t i ng   w e a k   m us c l e   a c t i v i t i e s   a n f o r   r o bus t ne s s   a g a i n s t   f a l s e   a l a r m s .   Ke y w or ds :   A m pl i t ude   i n de pe n de nt   F a l s e   a l a rm s   s E M G   S ur f a c e   e l e c t r o m y o gr a p h y   W e a m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   W a Z u h a   W a H a s a n ,     D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E ngi n e e ri n g ,   F a c ul t y   of   E n g i n e e ri n g,   U n i v e r s i t i   P ut ra   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   w a nz u h a @ up m . e du. m y       1.   I N TR O D U C TI O N     B e c a us e   of   t h e   s t o c h a s t i c   c h a ra c t e ri s t i c   o f   s E M G   s i g na l s ,   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   i s   a   c ha l l e n g i n g   t a s k,   e s pe c i a l l y   i n   w e a s E M G   s i g n a l s   due   t o   t h e   g r a du a l   i n c r e a s e   o a m pl i t ude   a n f r e que n c y ,   a r t e f a c t s   n o i s e ,   s pu r i o us   b a c kgr o u n s p i ke s ,   a nd  r a ndo m   v a ri a t i o n s   i n   t h e   b a c kg r o un n o i s e   (us ua l l y   i nt r o duc e b y   e l e c t r o de   m o ve m e n t   o v e r   t h e   s ki n )   [1] .   M a n y   a l go r i t hm s   ha v e   be e n   de v e l o pe i n   t h e   l i t e r a t u r e   t o   de t e c t   m us c l e   a c t i v i t i e s   f r o m   t h e   s E M G   s i g na l .   T h e   c o n v e nt i o na l   a l go r i t hm s   c o m pa r e   t h e   a m pl i t ude   p a ra m e t r s   s uc h   a s   t h e   e n v e l o pe ,   t h e   a v e ra ge   r e c t i f i e v a l ue ,   t h e   r o o t   m e a n   s q ua r e   v a l ue   o f   t h e   s i g na l   w i t h   a   p r e de f i n e t hr e s h o l v a l ue ,   t hi s   t hr e s h o l m us t   b e   de t e r m i n e a c c o r di ng  t o   t h e   a m p l i t ude   of   t h e   m e a s u r e s i g n a l   du r i ng  n o   a c t i v i t y   pe r i o a n d   m us t   b e   m o di f i e w h e n e v e r   t h e   a m pl i t ude   c ha n ge s   due   t o   m a n y   f a c t o r s .   T h e   t hr e s h o l i s   us e r   de pe n de nt   a n i s   c um b e r s o m e   t o   o pt i m i z e   w i t h   r e ga r ds   t o   bo t h   t h e   de t e c t i o n   b i a s   a n t h e   f a l s e   a l a rm   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     58 3   -   59 3   584   pr o b a b i l i t y ,   w h e r e   h i g h   t hr e s h o l l e v e l s   w i l l   us ua l l y   l e a t o   de l a y e d   o r   e v e n   m i s s e o n s e t   de t e c t i o n ;     a   r e l a t i v e l y   l ow   t hr e s h o l l e v e l   r e s ul t s   i n   e a rl y   o n s e t   de t e c t i o n   b ut   a l s o   i n t r o duc e s   m o r e   f a l s e   a l a rm s   [2 3] .   T h e s e   m e t h o ds   a r e   v e r y   p o pul a r   b e c a us e   of   e a s y   i m pl e m e nt a t i o n ,   b ut   a c h i e v e   s a t i s f a c t o r y   r e s ul t s   o nl y   w h e n   t h e   S N R   o f   t h e   s i g na l   i s   s uf f i c i e n t l y   h i g h.     V a r i o us   m e t h o ds   f o r   m us c l e   a c t i v i t y   o n s e t   de t e c t i o n   h a v e   be e n   p r o po s e d,   i n   w hi c h   t h e   m a j o r i t y   of  t h e   us e pa r a m e t e r s   a r e   r e l a t e t o   t h e   a m pl i t ude   o t h e   s E M G   s i gna l .   F o r   e xa m p l e ,   w a v e l e t   t e m pl a t e   m a t c hi n [4 5]   w a s   pr o po s e f o r   s E M G   m us c l e   a c t i v i t y   o n s e t   de t e c t i o n   by   c o m pa ri n t h e   s ha pe   o f   t h e   s ur f a c e   m o t o r   u n i t   a c t i o n   po t e n t i a l s   w i t t h e   a p p r o pri a t e   w a v e l e t   f un c t i o n s ,   w h e r e   go o pe r fo r m a n c e   c a n   b e   a c hi e v e o n l y   w h e n   t h e   s h a pe   o f   s ur f a c e   a c t i o po t e nt i a l s   m a t c h e s   w e l l   w i t h   t h e   s e l e c t e w a ve l e t   t e m pl a t e .   H ow e ve r ,   f o r   e xpe r i m e nt a l   s E M G   s i g na l s ,   s uc i de a l   c o ndi t i o n   c a nn o t   a l w a y s   b e   gua ra n t e e w h i c h   m a y   r e s ul t   i a   l e s s   p r e c i s e   o n s e t   de t e c t i o n   o f   m us c l e   a c t i v i t y .   M o r e ov e r ,   t hi s   de t e c t i o n   a pp r o a c h   r e qui r e s   l a r ge   c o m put a t i o n a l   po w e r ,   m a i nl y   due   t o   t h e   c a l c ul a t i o n   o f   t h e   c o n t i n uo us   w a ve l e t   t ra n s f o r m .   Q i   X e t   a l .   [2 ha v e   de ve l o pe d   a   de t e c t i o n   a l go r i t h m   b a s e o n   t h e   m a xi m um   l i ke l i h o o m e t h o i m p r o v e by   a n   a da p t i v e   t hr e s h o l d ,   b ut   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e s e   s t a t i s t i c a l   m e t h o ds   m a i nl y   d e pe n ds   o n   t h e   c o rr e c t   e s t i m a t i o n   o f   a   pri o r i   i n f o rm a t i o o f   t h e   s E M G   s i g na l .   M o r e ov e r ,   i n   s t a t i s t i c a l   de t e c t i o n   m e t h o ds ,   c um u l a t i v e   s um   m e t h o r e qui r e s   i n f o r m a t i o n   a b o ut   t h e   pr o b a b i l i t y   de n s i t y   f un c t i o n   w h i c h   i s   n o t   a v a i l a b l e   i n   m o s t   r e a l - l i f e   pr o b l e m s .   S i n c e   t h e   f i ri n o f   a c t i o n   po t e n t i a l s   i n c r e a s e   t h e   s i g n a l   a m pl i t ude   o f   s E M G   s i gn a l ,   t h e   T e a ge r - K a i s e r   E n e r gy   (T K E o pe r a t o r   [6 - 9 w a s   pr o po s e t h i g hl i g ht   t hi s   i n c re a s e   a n t o   a c h i e v e   goo p e r f o r m a n c e   fo r   t h e   de t e c t i o n   o f   m us c l e   a c t i v i t i e s   e s pe c i a l l y   fo r   s E M G   s i g na l s   t h a t   ha v e   l o w   S N R .   H ow e ve r ,   t h e   de t e c t i o m e t h o ds   b a s e o n   T K E   o pe ra t o r   w a s   m a i nl y   l i m i t e t o   t h e   b a c kgr o un d   n o i s e   w i t G a us s i a di s t ri b ut i o a nd  t h e y   a r e   v e r y   s e n s i t i v e   t o   t h e   s puri o us   b a c kgr o und  s pi ke s .   T h e   a ut h o r s   i [10]  ha v e   de ve l o pe a   s t a t i s t i c a l   m e t h o b a s e o n   u n s upe r v i s e l e a rni n t o   m o de l   t h e   s E M G   s i gna l   d i s t ri b ut i o n   i n   t h e   f r e que n c y   do m a i n;   h o w e ve r ,   t hi s   m e t h o r e qu i r e   i nt e n s i v e   c o m put a t i o n a l   e f fo r t s   t o   p r o c e s s   t h e   s i g n a l .   V a i s m a e t   a l .   [11] ,     ha v e   de ve l o pe d   a   m us c l e   a c t i v i t y   o n s e t   de t e c t i o n   m e t h o b a s e d   o n   s i n gul a r   s pe c t r u m   a na l y s i s ,   b ut   t hi s   m e t h o n e e c o m put e t o   i m pl e m e n t   t h e   a l go r i t h m   due   t o   h i gh  c o m put a t i o n a l   po w e r   n e e de t o   c a l c ul a t e   t h e   e xpe c t a t i o n   m a xi m i z a t i o n   c l us t e ri n g.   F u rt h e rm o r e ,   t hi s   m e t h o a s s um e s   t h a t   s E M G   s i gna l   m us t   h a v e   pr e - c o n t ra c t i o n ,   c o n t ra c t i o n   a n po s t - c o n t r a c t i o n s   pa rt s .   X a n P i ng  [12]  h a v e   de v e l o pe a   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   a l go ri t hm   a ga i n s t   s pu r i o us   b a c kgr o und  s pi ke s   by   us i n s a m p l e   e n t r o py   a n a l y s i s   o t h e   s E M G   s i g n a l ,   b ut   t h i s   m e t h o n e e ds   hi g h   c o m put a t i o n   e f fo r t s   a nd  t h e r e f o r e   i t   i s   d i f f i c ul t   t o   b e   i m pl e m e nt e i r e a l   t i m e .   J i e   a n Q i u p i n [ 13]  ha v e   de v e l o pe a   de t e c t i o n   a l go ri t hm   b y   e m pl oy i n t h e   i nt e g r a t e p r o f i l e   of   t h e   s E M G   s i g na l   i t h e   p r e s e n c e   of   t h e   s pu ri o us   b a c kgr o u n d   s pi ke s   f o r   t h e   s pi na l   c o r i n j u r y   pa t i e nt s ,     t h i s   m e t h o de pe n ds   o n   t h e   c ha n ge s   i n   t h e   a m p l i t ude   of   t h e   s E M G   s i g n a l   t o   r e po r t   t h e   m us c l e   a c t i v i t i e s .   S e ve r i n i   e t   a l .   [14]   h a v e   i m p r o ve t h e   B o n a t o   do ub l e   t hr e s h o l de t e c t i o m e t h o [15 by   m a ki ng  t h e   de c i s i o n   t hr e s h o l v a l ue   a da p t i v e   t t h e   c h a nge s   i n   t h e   s E M G   s i gna l   t o   n o i s e   r a t i o .   M o s t   of   t h e   a fo r e m e nt i o n e d   m e t h o ds   r e qui r e   e i t h e r   p r i o r   k n o w l e dg e   a bo ut   t h e   E M G   ge n e r a t i ng  m o de l   o r   i n t e n s i v e   c a l c ul a t i o n s   m a k i n g   t h e m   i m p ra c t i c a l   f o r   r e a l - t i m e   a pp l i c a t i o n s   b e c a us e   m a n y   of  t h e m   a r e   n o t   i nt e n de t o   c o n t r o l   r o bo t i c   de v i c e s   b ut   fo r   o t h e r   a pp l i c a t i o n s   l i ke   n e u r o l o gi c a l   d i a g n o s i s   o r   s po r t s   m e di c i n e .   M o r e o v e r ,   s t a t i s t i c a l l y   o pt i m a l   de c i s i o n ,   f r e que n c y   do m a i n   a na l y s i s ,   a n m a c h i n e   l e a rni ng  de t e c t i o n   m e t h o ds   n e e h e a v y   c o m put a t i o na l   r e qui r e m e nt s   t ha t   w o ul i m po s e   b ur de n s   o n   r e a l   t i m e   i m pl e m e nt a t i o n   e s pe c i a l l y   f o r   e m b e dde s y s t e m s ,   w h i l e   r e a l - t i m e   s y s t e m   de m a n ds   f a s t   a l go ri t hm s   ha v i n g   l o w   c o m put a t i o na l   c o m pl e xi t y .     In   o r de r   t o   e m pha s i z e   t h e   i m po rt a n c e   o f   e m pl oy i n a m pl i t ud e   i n de pe n de nt   m us c l e   a c t i v i t y   d e t e c t i o n   a l go ri t hm s   t o   c o n t r o l   ha n r o bo t i c   de v i c e s   us e fo r   di s a b l e pe o pl e ,   a   c o m pa r i s o n   h a s   b e e n   m a de   i n   t h i s   pa pe b e t w e e n   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   a m pl i t ude   i nde pe n de nt   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   a l go ri t hm   p r e s e n t e i n   [30 ,   31 (F L A - M S E   a l go r i t hm a nd  t hr e e   a m p l i t ude   de pe n de n t   a l go r i t h m s   (R e c t i f i e a n f i l t e r e s E M G ,   T e a ge r   K a i s e r   E n e r gy   O pe r a t o r ,   I nt e g r a t e P r o f i l e ).   A l l   t h e   fo ur   a l go ri t hm s   h a v e   l o w   c o m put a t i o na l   e f fo r t s   a n c a n   b e   i m pl e m e n t e i n   r e a l   t i m e .   T h e   c o m pa ri s o n   h a s   be e n   c o n duc t e w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   a b i l i t y   of  de t e c t i n w e a m us c l e   a c t i v i t i e s   a n w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   i m m uni t y   a ga i n s t   f a l s e   a l a rm s   c a us e by   i n v o l un t a r y   a m p l i t ude   v a r i a t i o n s   i n   t h e   s E M G   s i g na l s   (f a l s e   a l a rm s   c a us e   u n i nt e n de m o v e m e n t s   o f   t h e   r o b o t i c   de v i c e s ).       2.   TH E   F LA - M S E   A LG O R I T H M     T h e   F L A - M S E   a l go r i t m   i s   a a m pl i t ude   i nde pe n de n t   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   a l go ri t hm   de v e l o pe d   by   H us am ul de e e t   al .   [30]  a nd  i t   w a s   s uc c e s s f ul l y   e m pl oy e d   t o   c o n t r o l   t h e   m o ve m e n t   o f   a   s of t   r obo t i c   gl ov e .   T h e   a l go ri t hm   e m pl o y s   t h e   F i r s t   L a A ut o c o r r e l a t i o n   (F L A a nd  t h e   M o di f i e d   S a m pl e   E n t r o py   (M S E t de t e c t   w e a m us c l e   a c t i v i t i e s   f r o m   s E M G   s i gna l s .   T h e   a l go ri t hm   i s   a l s o   i m m u n e   a ga i n s t   s pu ri o us   b a c kgr o un s pi ke s   t ha t   m a y   c o n t a m i na t e   t h e   s E M G   s i g n a l   a nd  de gra de   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   a m pl i t ude   de pe n de nt   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   m e t h o ds .   M o r e ov e r ,   t he   a l go ri t hm   i s   c o m put a t i o n   e f f i c i e n t   t o   e n a b l e   r e a l   t i m e   i m p l e m e nt a t i o n   a n c a n   d i s t i n gui s h   b e t w e e n   t w o   t y p e s   o m us c l e   a c t i v i t i e s   h a nd  c l o s e   a n h a nd  o pe n   by   us i n s i n g l e   s E M G   c h a nn e l   w i t h o ut   t h e   n e e t o   a ppl y   t h e   c l a s s i f i c a t i o n   a l go ri t hm s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A m pl i t ud e   i nd e pe n de n t   v e r s us   am pl i t ud e   de p e nd e nt   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i on…   ( H us am ul de e K.   H am e e d )   585   T h e   di s t i n gu i s h i ng  p r o c e dur e   o f   t h e   F L A - M S E   a l go r i t hm   i s   i l l us t r a t e i F i g u r e   1,   F i g u r e   s h o w s   a   s a m pl e   of   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   a l go ri t hm   t o   de t e c t   a nd  c l a s s i fy   t w o   m us c l e   a c t i v i t i e s   h a n c l o s e   a n ha n d   o pe n   f r o m   r e a l   s E M G   s i g na l   o b t a i n e f r o m   t h e   f o r e a r m   m u s c l e s   of   a   h e a l t h y   s ubj e c t .           F i gu r e   1 .   M us c l e   a c t i v i t y   di s t i n gu i s h i ng  f l o w   c h a r t           F i gu r e   2 .   s E M G   s i g na l   w i t o n e   c l o s e   a n o n e   o pe n   a c t i v i t y       3.   P ER F O R M A N C C O M P A R I S O N   BETWE EN   T H E   F L A - M S A L G O R I TH M   A N D   T H R EE   A M P LI TU D D EP EN D A N M U S C LE   A C TI V I TY   D E TEC TI O N   A LG O R I TH M S   T o   e v a l ua t e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   a m p l i t ude   i nde pe n de n t   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   m e t h o a ga i n s t   a m p l i t ude   de pe n de n t   de t e c t i o n   m e t h o ds ,   a   c o m pa r i s o n   ha s   b e e n   c o n duc t e be t w e e n   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   a m p l i t ude   i n de pe n de n t   F L A - M S E   a l go r i t h m   a nd  t hr e e   a m pl i t ude   de pe n de nt   de t e c t i o n   m e t h o ds .   T h e   f i r s t   m e t h o i s   t h e   c l a s s i c a l   de t e c t i o n   m e t h o w h i c h   c o m pa r e s   t h e   r e c t i f i e a n f i l t e r e s E M G   s i gna l   w i t h   a   pr e de f i n e t hr e s h o l d ,   w h e r e   t hi s   m e t h o w a s   us e i m o s t   o f   t h e   p ra c t i c a l   i m pl e m e nt e h a nd   r o b o t i c   de v i c e s   [16 - 25] .   T h e   s e c o n m e t h o i s   t h e   T e a ge r   K a i s e r   E n e r gy   O pe r a t o r   (T K E [7 - 10 26]  a n t h e   t hi r m e t h o i s   t h e   Int e gra t e P r o f i l e   (IP [13 27]  of   t h e   s E M G   s i g n a l .   T h e s e   t hr e e   m e t h o ds   w e r e   c h o s e n   b e c a us e   t h e y   c a n   b e   i m pl e m e n t e i n   r e a l   t i m e   a n d   ha v e   l ow   c o m put a t i o na l   e ffo r t s .   T h e   c o m pa ri s o n   w a s   do n e   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   a b i l i t y   of   de t e c t i n w e a m us c l e   a c t i v i t i e s   a n w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   i m m u ni t y   a ga i n s t   f a l s e   a l a r m s ,   w h e r e   t h e s e   t w o   pa r a m e t e r s   a r e   t h e   m o s t   i m po rt a nt   p a ra m e t e r s   t ha t   a   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   a l go ri t hm   m us t   h a v e   fo r   r e l i a b l e   c o n t r o l   o f   ha n d   r o bo t i c   de v i c e s   i n t e n de f o r   d i s a b l e pe o pl e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     58 3   -   59 3   586   F o r   t h e   f i r s t   m e t h o d,   e a c h   s E M G   s i g na l   s e gm e nt   w a s   f ul l   w a v e   r e c t i f i e a n f i l t e r e b y   a   4t h   o rde B ut t e r w o r t h   IIR   l o w   pa s s   f i l t e r   w i t h   a   c ut o f f   f r e que n c y   of   10H z   a s   w a s   us e i n   [17]  a n d   a s   s u gge s t e b y   Int e rna t i o na l   S o c i e t y   of   E l e c t r o ph y s i o l o g y   a n K i n e s i o l o g y   ( IS E K gui de l i n e s   [28].   T h e   r e c t i f i e a n f i l t e r e s E M G   s i gna l   w a s   c o m pa r e w i t h   a   t hr e s h o l v a l ue   w h i c i s   t hr e e   t i m e s   s t a n d a r de v i a t i o n   o t h e   s E M G   s i g n a l   du r i ng  n o   a c t i v i t y   pe r i o a s   s ugge s t e i [29] ,   a   m us c l e   a c t i v i t y   i s   r e po r t e w h e n   t h e   s i g na l   e xc e e ds   t h e   t hr e s h o l v a l ue .   F o r   t h e   s e c o n m e t h o d,   t h e   T K E   o pe r a t o r   w a s   c o m put e f o r   e a c h   s E M G   s e gm e nt   a n t h e   r e s ul t   w a s   c o m pa r e w i t h   a   t hr e s h o l o f   e i gh t   t i m e s   s t a n d a r de v i a t i o n   o f   s E M G   s i g n a l   du ri n n o   a c t i v i t y   pe r i o a s   s ugge s t e i n   [9] .   F o r   t h e   t h i r m e t h o d,   t h e   i nt e g ra t e p r o f i l e   a l go r i t hm   [13]  w a s   a ppl i e f o r   e a c h   s E M G   s e gm e n t .     3. 1 .      C o m p ar i s o n   w i th   R e s p e c t   to   th e   D e t e c t i o n   C ap ab i l i t y   T h e   h a r dw a r e   s e t up  s h o w n   i n   F i gu r e   w a s   us e t o   c o n duc t   a   c o m pa ri s o n   a m o n t h e   f o ur   a l go r i t hm s   (F L A - M S E   a l go ri t hm ,   r e c t i f i e a n f i l t e r e d ,   T K E ,   IP a c c o r di n t o   t h e   f l o w   di a gra m   i l l us t ra t e i n   F i g u r e   t o   t e s t   t h e   a b i l i t y   o de t e c t i n w e a m us c l e   a c t i v i t i e s .   A   h e a l t hy   s u b j e c t   w e a r i ng  s o f t   gl ove   o n   hi s   l e f t   h a nd  h a s   ge n e ra t e t e w e a „c l o s e ‟  m us c l e   a c t i v i t i e s   f r o m   hi s   F l e x o r   Ca rpi   U l n a ri s   (F CU m us c l e   a s   s ugge s t e i [30].   T h e   a m p l i t ude   i n de pe n de n t   F L A - M S E   a l go r i t hm   ha s   m a na ge t o   de t e c t   a l l   t h e   t e n   m us c l e   a c t i v i t i e s   a s   i l l us t r a t e i n   F i gu r e   5 ,   w h i l e   t h e   IP   m e t h o h a s   de t e c t e s i m us c l e   a c t i v i t i e s ,   r e c t i f i e a n d   f i l t e r e m e t h o a n T K E   m e t h o b o t h   ha v e   de t e c t e fo ur   m us c l e   a c t i v i t i e s .   F i gu r e   s h o w s   a   z o o m e s E M G   s i g na l   of    F i gu r e   5.           F i gu r e   3 .   T h e   h a r dw a r e   s e t up  us e i t h e   e xpe r i m e n t s           F i gu r e   4 .   F l o w   D i a g ra m   us e f o r   t h e   c o m pa r i s o a m o n t h e   fo ur   a l go r i t hm s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A m pl i t ud e   i nd e pe n de n t   v e r s us   am pl i t ud e   de p e nd e nt   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i on…   ( H us am ul de e K.   H am e e d )   587       F i gu r e   5 .   s E M G   s i g na l   w i t t e n   m us c l e   a c t i v i t i e s .   Co m pa ri s o a m o n g   t h e   f o ur   a l go ri t hm s   w i t r e s pe c t   t o   t h e   a b i l i t y   of   de t e c t i n g   w e a m us c l e   a c t i v i t i e s           F i gu r e   6 .   s E M G   s i g na l   w i t t hr e e   m us c l e   a c t i v i t i e s .   Z o o m e s E M G   s i g na l   o f   F i gur e   5       T o   t e s t   t h e   r e l i a b i l i t y   a n r o b us t n e s s   o f   t h e   de t e c t i o n   c a pa b i l i t y   of   t h e   a m p l i t ude   i n de pe n de n t     F L A - M S E   a l go ri t hm   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   i nt e r - e xpe r i m e n t a l   v a r i a t i o n s ,   t hr e e   r o u n ds   w e r e   c o n duc t e i di f fe r e nt   t i m e s   w i t h   n e w   doff   a n d   do n   o f   t h e   s E M G   c ha nne l   fo r   e a c h   r o und.   E a c h   r o u n w a s   i n c l udi n g   a   ge n e ra t i o o f   25  w e a „c l o s e ‟  m us c l e   a c t i v i t i e s   by   a   h e a l t h y   s ubj e c t   w e a r i n s o f t   gl o v e   o n   hi s   l e f t   ha n d.     T h e   s E M G   c h a nn e l   w a s   l o c a t e o n   t h e   F l e xo r   Ca r p i   U l na r i s   (F CU m us c l e   of   t h e   fo r e a rm .   A s   s h o w n   i n   t a b l e   a n F i gu r e   7 ,   t h e   F L A - M S E   a l go r i t h m   h a s   s uc c e e de t de t e c t   a l l   t h e   m us c l e   a c t i v i t i e s .   T h e r e   w a s   n o   di f fe r e n c e   o f   t h e   o ut c o m e s   fo r   e xpe ri m e nt s   c o n duc t e o n   di f f e r e n t   t i m e s ,   i ndi c a t i n g   t ha t   t h e r e   w a s   n o   i m pa c t   of   i nt e r - e xpe r i m e n t a l   v a r i a t i o n s   o t h e   e f f i c a c y   of   t h e   a m p l i t ude   i n de pe n de nt   m e t h o t o   de t e c t   w e a m us c l e   a c t i v i t i e s .   I n   c o nt r a s t ,   t h e   a m p l i t ude   de pe n de nt   m e t h o ds   ha v e   gi ve n   d i f fe r e nt   pe r f o r m a n c e   f o r   e a c r o und  b e c a us e   t h e   a m pl i t ude   o f   s E M G   s i gn a l s   w a s   di ff e r e n t   i n   e a c h   r o u n due   t o   t h e   r e i n s t a l l i ng  a n i n s t a l l i n of  t h e   s E M G   c ha n n e l   a n d   c o n s e que nt l y   c h a n g i n g   i t h e   e l e c t r o de - s ki i nt e r f a c e   c ha r a c t e r i s t i c s .       T a b l e   1 .   N u m b e r s   o f   t h e   M us c l e   A c t i v i t y   D e t e c t i o n s   f o r   t h e   T hr e e   R o un ds   Ro u n d   N o .   N o .   o f   t ru e   d e t e c t e d   m u s c l e   a c t i v i t i e s   o u t   o f   2 5   a c t i v i t i e s   F L A - M S E   a l g o r i t h m   Re c t i fi e d   a n d   f i l t e re d   s E M G   T e a g e r   K a i s e E n e r g y   o p e ra t o (T K E )   In t e g ra t e d   P r o f i l e   (IP )   1 s t   25   2   10   4   2 n d   25   1   1   1   3 rd   25   7   7   7   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     58 3   -   59 3   588       F i gu r e   7 .   N u m b e r s   o f   t rue   de t e c t e m us c l e   a c t i v i t i e s   b y   t h e   a m pl i t ude   i n de pe n de nt   F L A - M S E   a l go ri t hm   c o m pa r e t o   t h e   o t h e r   a m p l i t ude   de pe n de n t   a l go r i t hm s       F i gu r e s   8,   9 ,   a nd  10  w i t h   s e c o n ds   w i n do w   s pa n   s h o w   s a m pl e s   of   t h e   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n s   fo r   t h e   t hr e e   r o un ds ,   w h e r e   r o un d   w a s   w i t h   n o i s y   s E M G   s i gna l   a n d   r o und  w a s   w i t h   v e r y   w e a m us c l e   a c t i v i t i e s .   T h e   di f f e r e n c e   a m o n t h e   t hr e e   r o u n ds   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   s E M G   s i g na l   w a s   due   t o   t h e   c h a ngi n i n   t h e   e l e c t r o de s   c o n t a c t   w i t h   t h e   s ki c a us e b y   do n   a n d   do ff   o f   t h e   s E M G   c h a nn e l .           F i gu r e   8 .   s E M G   s i g na l   w i t t hr e e   m us c l e   a c t i v i t i e s   f r o m   t h e   F CU   m us c l e   fo r   r o u n d   1           F i gu r e   9 .   s E M G   s i g na l   w i t t hr e e   m us c l e   a c t i v i t i e s   f r o m   t h e   F CU   m us c l e   fo r   r o u n d   2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A m pl i t ud e   i nd e pe n de n t   v e r s us   am pl i t ud e   de p e nd e nt   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i on…   ( H us am ul de e K.   H am e e d )   589       F i gu r e   10 .   s E M G   s i g n a l   w i t t hr e e   m us c l e   a c t i v i t i e s   f r o m   t h e   F CU   m us c l e   f o r   r o und  3       T o   c o m pa r e   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   fo ur   a l go ri t hm s   f o r   de t e c t i n ( n o t   di s t i n gu i s h i n g di f f e r e n t   t y pe s   of   m us c l e   a c t i v i t i e s   l i ke   Cl o s e   a n O pe n   f r o m   t h e   F l e x o r   Ca r p i   U l n a ri s   (F CU m us c l e ,   t w e n t y   Cl o s e   a c t i v i t i e s   t h e n   t w e n t y   O pe n   a c t i v i t i e s   w e r e   ge n e r a t e by   a   h e a l t h y   s u b j e c t   w e a r i n s o f t   gl o ve   o n   h i s   l e f t   ha n d .   T h e   n u m b e r s   o f   t h e   de t e c t e Cl o s e   a n O pe n”   m us c l e   a c t i v i t i e s   by   t h e   f o ur   a l go r i t hm s   a r e   s h o w n   i T a b l e   2   a n d   F i g u r e   11 .       T a b l e   2 .   N u m b e r s   o f   t h e   D e t e c t e O pe n   a n d   Cl o s e   M us c l e   A c t i v i t i e s   by   t h e   F o ur  A l go ri t hm s   M u s c l e   a c t i v i t y   f r o m   F C U   m u s c l e   N o .   o f   t h e   d e t e c t e d   m u s c l e   a c t i v i t i e s   o u t   o f   2 0   a c t i v i t i e s   F L A - M S E   a l g o r i t h m   Re c t i fi e d   a n d   f i l t e re d   s E M G   T e a g e r   K a i s e E n e r g y   o p e ra t o (T K E )   In t e g ra t e d   P r o f i l e   (IP )   Cl o s e   20   8   12   9   O p e n   20   6   20   8           F i gu r e   11 .   D e t e c t e O pe n”   a n d   Cl o s e   m us c l e   a c t i v i t i e s   b y   t h e   f o ur   a l go r i t h m s       T h e   a m pl i t ude   i nde pe n de n t   F L A - M S E   a l go r i t h m   h a s   s uc c e e d e t o   de t e c t   a l l   t h e   Cl o s e   a n O pe n   a c t i v i t i e s   w h i c h   i s   n o t   t h e   c a s e   fo r   t h e   o t h e r   t hr e e   a m pl i t ude   de pe n de n t   a l go ri t hm s   (ke e pi n i n   m i n d   t h a t   j us t   t h e   F L A - M S E   a l go ri t hm   c a n   di s t i n gu i s h   b e t w e e n   Cl o s e   a nd  O pe n   a c t i v i t i e s ).   W i t r e s pe c t   t o   t h e   Cl o s e   a c t i v i t i e s ,   t h e   o t h e r   t hr e e   a l go ri t hm s   ha v e   f a i l e t o   de t e c t   m a n y   of   t h e m   due   t o   t h e   l o w   S N R   o f   t h i s   a c t i v i t y .   W i t h   r e s pe c t   t o   t h e   O pe n   a c t i v i t i e s ,   t h e   T K E   a l g o r i t hm   h a s   m a na ge t o   de t e c t   a l l   of   t h e m   due   t t h e   go o S N R   of   t h i s   a c t i v i t y   f r o m   t h e   F CU   m us c l e ,   w h e r e a s   t h e   R e c t i f i e &   F i l t e r e d”   a n t h e   Int e g r a t e d   P r o f i l e   a l go r i t h m s   ha v e   f a i l e t o   de t e c t   m a n y   of   t h e m   due   t o   t h e   n a t u r e   o f   t hi s   a c t i v i t y   w h i c h   i s   c o m po s e of  s h a rp  pul s e s .   F i gu r e   12  a n F i g u r e   13  s h o w   s a m pl e s   of   t h e   s E M G   s i g n a l   t h a t   w a s   us e t o   d o   t h e   c o m pa r i s o n,   w h e r e   s E M G   s i gna l   w i t h   f o ur   de t e c t e Cl o s e   a c t i v i t i e s   a n fo ur   de t e c t e O pe n   a c t i v i t y   a r e   a ppe a r e i n   a   s e c o n w i n do w   s pa n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     58 3   -   59 3   590       F i gu r e   12 .   s E M G   s i g n a l   w i t f o ur   Cl o s e   m us c l e   a c t i v i t i e s   f r o m   t h e   F CU   m us c l e           F i gu r e   13 .   s E M G   s i g n a l   w i t f o ur   O pe n”   m us c l e   a c t i v i t i e s   f r o m   t h e   F CU   m us c l e       3. 2 .   C o m p ar i s o n   w i th   r e s p e c t   to   th e   i m m u n i ty  agai n s f al s e   al ar m s   T o   c o m pa r e   t h e   r o b us t n e s s   of   t h e   fo ur   a l go ri t hm s   a g a i n s t   f a l s e   a l a r m s   c a us e by   a m pl i t ude   v a r i a t i o n   of   t h e   s E M G   s i gna l ,   a n   A ddi t i v e   W h i t e   G a us s i a n   N o i s e   (A W G N w i t h   a   s t a n d a r de v i a t i o n   o m V   w a s   a dde t o   a   r e a l   s E M G   s i g na l .   A   r e a l   s E M G   s i g na l   w i t h o ut   m u s c l e   a c t i v i t i e s   w a s   ob t a i n e f r o m   t h e   F l e xo Ca r pi   U l n a ri s   m us c l e   o f   a   h e a l t h y   s ubj e c t   a n t h e   A W G N   w a s   a dde f i v e   t i m e s   t o   t h e   s i g n a l   t o   s i m u l a t e   a a m p l i t ude   v a ri a t i o f o r   t h e   s E M G   s i g na l .   A s   s h o w n   i n   F i gur e   14 ,   t h e   a m pl i t ude   i nde pe n de n t   F L A - M S E   a l go ri t h m   w a s   i m m u n e   a g a i n s t   a m p l i t ude   v a r i a t i o n   a nd  t h e r e   i s   n o   f a l s e   a l a r m ,   w h i l e   t h e   o t h e r   a l go r i t h m s   ha v e   pr o duc e f a l s e   a l a rm s   f o r   e a c h   a m pl i t ude   v a ri a t i o n.           F i gu r e   14 .   s E M G   s i g n a l   w i t h o ut   m us c l e   a c t i v i t i e s   a n d   w i t h   f i v e   A W G N .   Co m pa r i s o a m o n g   t h e   fo ur   a l go r i t hm s   w i t h   r e s pe c t   t o   i m m u n i t y   a ga i n s t   f a l s e   a l a rm s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A m pl i t ud e   i nd e pe n de n t   v e r s us   am pl i t ud e   de p e nd e nt   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i on…   ( H us am ul de e K.   H am e e d )   591   4.   C O N C LU S I O N   T h e   s E M G   s i g na l   a m p l i t ude   c ha r a c t e r i s t i c s   di f f e r   f r o m   o n e   pe r s o n   t o   a n o t h e r   a nd  f r o m   t i m e   t o   t i m e   a c c o r di n t o   m a n y   f a c t o r s   l i ke   t h e   e l e c t r o de   l o c a t i o n ,   s w e a t ,   f a t i gue ,   b l o o c i r c ul a t i o n ,   t h e   e l e c t r i c a l   i m pe da n c e   o f   t h e   s ki n ,   t h e   t h i c k n e s s   o f   a di po s e   t i s s ue ,   a n b o d y   t e m pe r a t u r e .   M o r e o ve r ,   i t   i s   f o un i n   pr e v i o us   s t udi e s   t h a t   m o t o r   uni t   o v e r   a c t i v i t y   i n   s t r o ke   pa t i e nt s   a r e   s o m e t i m e s   pr e s e n t   a s   a   b a c kgr o und  s i g n a l   t h a t   m a y   c o n t a m i na t e   t h e   v o l un t a r y   s E M G   s i gn a l   o f   t h e   i m pa i r e m us c l e s   a nd  m a ke   i t   di f f i c ul t   t o   us e   t h e   c o n v e n t i o n a l   a m p l i t ude   de pe n d a nt   m e t h o ds   f o r   de t e c t i n m us c l e   a c t i v i t i e s   of   n e u r o l o gi c a l   i n j u r y   pa t i e n t s .     In   t h i s   p a pe r,   a   c o m pa ri s o n   ha s   b e e n   c o n duc t e b e t w e e n   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   a m pl i t u de   i n de pe n de n t   F L A - M S E   a l go r i t hm   p r e s e n t e i n   [3 0]  a nd  t hr e e   a m p l i t ude   de pe n de n t   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   a l go r i t hm s   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   a b i l i t y   of   de t e c t i n w e a m us c l e   a c t i v i t i e s   a n w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   i m m u ni t y   a ga i n s t   f a l s e   a l a rm s   c a us e by   i n vo l unt a r y   a m pl i t ude   v a r i a t i o n s .   T h e   s E M G   s i gn a l   w a s   ob t a i n e by   us i n s i n gl e   c h a nn e l   fr o m   t h e   f o r e a r m   m us c l e s   o f   a   h e a l t h y   s ubj e c t   w e a r i ng  s of t   r o bo t i c   gl o ve   i n   hi s   l e f t   ha n d .   F i r s t   o f   a l l ,     t e n   w e a m us l e   a c t i v i t i e s   w e r e   ge n e r a t e f r o m   t h e   F l e xo r   Ca r pi   U l n a ri s   (F CU m us c l e   a n a   c o m pa ri s o n   a m o ng  t h e   f o ur   a l go r i t hm s   w a s   do n e   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   de t e c t i o n   c a p a b i l i t y ,   w h e r e   t h e   a m pl i t ude   i n de pe n de n t   a l go r i t h m   h a s   de t e c t e a l l   t h e   t e n   a c t i v i t i e s .   T o   t e s t   t h e   r e l i a b i l i t y   a n r o b us t n e s s   of   t h e   de t e c t i o n   c a pa b i l i t y   of  t h e   a m pl i t ude   i n de pe nde nt   a l go r i t h m   w i t h   r e s pe c t   t t h e   i n t e r - e xpe ri m e nt a l   v a r i a t i o n s ,   t hr e e   r o u n ds   w e r e   c o n duc t e i n   d i f fe r e nt   t i m e s   w i t h   n e w   dof f   a nd  do n   o f   t h e   s E M G   c ha nn e l   f o r   e a c h   r o u n d,   25  m us c l e   a c t i v i t i e s   w e r e   ge n e r a t e f o r   e a c h   r o u n d .   T h e   r e s ul t s   ha v e   r e v e a l e t h a t   t h e   de t e c t i o n   c a pa b i l i t y   of   t h e   a m p l i t ude   i n de pe n de n t   a l go ri t h m   o ut pe r f o r m e t h e   a m p l i t ude   de pe n de nt   a l go ri t hm s   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   de t e c t i o n   o f   w e a m us c l e   a c t i v i t i e s .   T o   c o m pa r e   t h e   pe rfo r m a n c e   of   t h e   f o ur   a l go r i t hm s   f o r   de t e c t i ng  di f fe r e nt   t y pe s   of   m us c l e   a c t i v i t i e s ,   2 ha n C l o s e   a c t i v i t i e s   a n 20  ha n d   O pe n   a c t i v i t i e s   w e r e   us e i t h e   c o m pa ri s o n .   T h e   F L A - M S E   a l go r i t hm   ha s   s uc c e e de t de t e c t   a l l   t h e   m us c l e   a c t i v i t i e s   w h i c h   i s   n o t   t h e   c a s e   fo r   t h e   o t h e r   a l go ri t hm s .   F i na l l y ,   a   c o m pa r i s o n   h a s   b e e n   c o n duc t e a m o n t h e   f o ur   a l go r i t h m s   t o   t e s t   t h e   r o b us t n e s s   a ga i n s t   f a l s e   a l a rm s   c a us e by   i n v o l un t a r y   a m pl i t u de   v a r i a t i o n s .   T h e   r e s ul t   ha s   c o n f i rm e d   t h e   r o b us t n e s s   of   t h e   a m pl i t ude   i n de pe nde nt   m e t h o a ga i n s t   f a l s e   a l a r m s   i n   c o n t ra r y   t o   t h e   a m pl i t ude   de pe n de n t   m e t h o ds .   E m pl oy i n a m p l i t ude   i n de pe n de n t   m us c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o n   m e t h o ds   fo r   c o n t r o l l i n h a nd  r o bo t i c   de v i c e s   i nt e nde f o r   di s a b l e pe o pl e   m a ke s   t h e s e   de v i c e s   m o r e   r e l i a b l e   t o   b e   us e i da i l y   b a s i s .       A C K N O WL ED G M EN T   T h e   a u t h o w o ul l i ke   t o   t ha n k   U n i v e r s i t i   P u t ra   M a l a y s i a   f o r   s uppo rt i n g   t hi s   r e s e a r c w o r u n de r   su pe r v i s i o n   a nd  M i ni s t r y   of   E duc a t i o n   f o r   f un d i n t h i s   s t udy   un de r   t h e   M O E - F R G S   s c h e m e   (03 - 01 - 17 - 1893F R ).       R EF ER EN C ES     [ 1]   J .   D r a pa l a ,   e t   a l . ,   T w o   s t a g e   E M G   o ns e t   d e t e c t i o m e t ho d ,   A r c h.   C ont r ol   S c i . ,   v o l .   22,   no .   4 ,   pp .   4 27 4 40 ,   2 012 .   [ 2]   Q .   X u ,   e t   al . ,   A a da p t i v e   a l g o r i t hm   f o r   t he   de t e r m i n a t i o o f   t he   o ns e t   a nd   o f f s e t   o f   m us c l e   c o nt r a c t i o by   E M G   s i g na l   p r o c e s s i ng ,   I E E E   T r ans .   N e ur al   S y s t .   R e hab i l .   E ng . ,   v o l .   21,   no .   1,   pp .   65 73 ,   2 013 .   [ 3]   G .   S t a ude ,   e t   al . ,   O ns e t   de t e c t i o i s u r f a c e   e l e c t r o m y o g r a ph i c   s i g na l s :   A   s y s t e m a t i c   c o m pa r i s o o f   m e t ho ds ,   E U R A SI P   J .   A pp l .   S i gna l   P r oc e s s i ng ,   v o l .   2,   p p.   67 81 ,   2001 .   [ 4]   R .   A ndr e a   M e r l o   a n F .   D a r i o ,   A   F a s t   a nd  R e l i a b l e   T e c hn i qu e   f o r   M u s c l e   A c t i v i t y   D e t e c t i o F r o m   S ur f a c e   E M G   S i g na l s ,   I E E E   T r a ns .   B i om e d.   E n g. ,   vo l .   50 ,   no .   3,   pp .   319 323 ,   2 003.     [ 5]   G .   V a n no z z i ,   e t   al . ,   A ut o m a t i c   d e t e c t i o o f   s ur f a c e   E M G   a c t i v a t i o t i m i ng   us i ng   a   w a v e l e t   t r a ns f o r m   ba s e d   m e t ho d,   J .   E l e c t r om y og r .   K i ne s i o l . ,   v o l .   2 0,   no .   4,   p p.   76 7 77 2,   20 10.     [ 6]   D .   Y a ng ,   e t   a l . ,   A c c ur a t e   E M G   o ns e t   de t e c t i o i n   pa t ho l o g i c a l ,   w e a a nd   no i s y   m y o e l e c t r i c   s i g na l s ,   B i om e d .   Si gn al   P r oc e s s .   C ont r o l ,   v o l .   33,   p p.   30 6 31 5,   20 17.   [ 7]   A .   K a ur ,   e t   al . ,   A da pt i v e   t h r e s ho l m e t ho f o r   pe a d e t e c t i o o f   s ur f a c e   e l e c t r o m y og r a phy   s i g na l   f r o m   a r o und  s ho ul de r   m us c l e s ,   J .   A p pl .   St a t . ,   v o l .   45,   no .   4 ,   pp.   7 14 7 26,   2 018 .   [ 8]   X .   L i ,   e t   al . ,   T e a g e r - ka i s e r   e ne r gy   o pe r a t i o o f   s ur f a c e   E M G   i m pr o v e s   m us c l e   a c t i v i t y   o ns e t   de t e c t i o n,   A nn .   B i om e d.   E ng . ,   v o l .   35 ,   no .   9 ,   pp .   1532 153 8,   20 07.   [ 9]   S .   S o l n i k,   e t   a l . ,   T e a g e r - K a i s e r   o pe r a t o r   i m pr o v e s   t h e   a c c ur a c y   o f   E M G   o ns e t   d e t e c t i o i n de pe nde nt   o f     s i g na l - to - no i s e   r a t i o ,   A c t a   B i oe ng.   B i om e c h . ,   v o l .   10 ,   no .   2 ,   pp .   65 68,   2 008 .   [ 10]   J .   L i u ,   e t   al . ,   R o bus t   m u s c l e   a c t i v i t y   o ns e t   de t e c t i o u s i ng   a u ns upe r v i s e d   e l e c t r o m y og r a m   l e a r n i ng   f r a m e w o r k ,   P L oS  O ne ,   v o l .   10 ,   no .   6 ,   pp .   1 15 ,   201 5.   [ 11]   L .   V a i s m a n ,   e t   al . ,   A ppl i c a t i o o f   s i ng ul a r   s pe c t r um - ba s e c ha ng e - po i nt   a na l y s i s   t o   E M G - o ns e t   de t e c t i o n,   J .   E l e c t r om y og r .   K i ne s i ol .   v o l .   20 ,   no .   4 ,   pp .   750 760 ,   201 0.   [ 12]   X .   Z ha ng   a nd  P .   Z ho u,   S a m p l e   e n t r o py   a na l y s i s   o f   s ur f a c e   E M G   f o r   i m pr o v e m us c l e   a c t i v i t y   o ns e t   de t e c t i o a g a i ns t   s pu r i o us   b a c kg r o und  s p i ke s ,   J .   E l e c t r om y o gr .   K i ne s i ol . ,   v o l .   22 ,   no .   6,   pp .   901 907 ,   201 2.   [ 13]   J .   L i a nd  Q .   L i u,   U s e   o f   t he   i n t e g r a t e d   pr o f i l e   f o r   vo l unt a r y   m u s c l e   a c t i v i t y   de t e c t i o u s i ng   E M G   s i g na l s   w i t h   s pur i o us   ba c kg r o und  s pi k e s :   A   s t udy   w i t i nc o m pl e t e   s p i n a l   c o r i n j ur y ,   B i om e d.   S i gna l   P r oc e s s .   C on t r ol ,   v o l .   24,   pp.   19 24 ,   2016 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   2 F e b r ua r y   20 20   :     58 3   -   59 3   592   [ 14]   G .   S e v e r i ni ,   e t   al . ,   N o v e l   f o r m ul a t i o o f   a   d o ubl e   t h r e s ho l a l g o r i t hm   f o r   t he   e s t i m a t i o o f   m us c l e   a c t i v a t i o in t e r v a l s   de s i g ne d   f o r   v a r i a b l e   S N R   e nv i r o nm e n t s ,   J .   E l e c t r om y og r .   K i ne s i o l . ,   v o l .   22 ,   no .   6,   pp .   878 885 ,   201 2.   [ 15]   P .   B o na t o ,   e t   a l . ,   A   s t a t i s t i c a l   m e t ho f o r   t he   m e a s u r e m e nt   o f   m us c l e   a c t i v a t i o i n t e r v a l s   f r o m   s ur f a c e   m y o e l e c t r i c   s i g na l   d ur i ng   g a i t ,   I E E E   T r a ns .   B i om e d.   E n g. ,   v o l .   45 ,   no .   3,   pp .   2 87 29 9,   19 98.   [ 16]   J .   N g e o ,   e t   al . ,   C on t r o l   o f   an  O p t i m a l   F i nge r   E x os k e l e t o ba s e on  C ont i nu ous   J oi nt   A n gl e   E s t i m a t i on  f r om   E M G   s i gn al s ,   35 t A nnua l   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o f   t he   I E E E   E ng i n e e r i ng   i M e d i c i ne   a nd  B i o l o gy   S o c i e t y ,   O s a ka ,   J a pa n,   pp .   338 - 34 1,   20 13 .   [ 17]   A hm e M .   M .   A L m a s s r i ,   e t   al .   S e l f - C a l i br a t i o A l go r i t hm   f o r   a n   I nt e l l i g e n t   S e n s o r   w i t a   R e a l - T i m e   A ppr o a c h   B a s e d   o a A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k ”  Se ns or s ,   pg 1 - 16,   201 8.   [ 18]   H .   Y a p ,   e t   al . ,   A   F a br i c - R e g ul a t e S o f t   R o bo t i c   G l o v e   w i t U s e r   I nt e n t   D e t e c t i o us i ng   E M G   a nd  R F I D   f o r   H a nd  A s s i s t i v e   A ppl i c a t i o n ,   I E E E   I n t e r na t i ona l   C o nf e r e nc e   on   R ob o t i c s   and   A ut om at i o n ,   S t o c kho l m ,   S w e de n ,   pp .   3537 - 354 2,   20 16.   [ 19]   T .   K l i n e ,   e t   al .   C on t r o l   S y s t e m   f or   P ne um at i c al l y   C o nt r o l l e d   G l ov e   t A s s i s t   i G r as A c t i v i t i e s ,   9t h   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o R e ha b i l i t a t i o R o bo t i c s ,   C h i c a g o ,   I L ,   U S A ,   pp . 78 - 8 1,   200 5.   [ 20]   M .   D e l ph ,   e t   al . ,   A   So f t   R obo t i c   E x om u s c u l a t ur e   G l ov e   w i t h   I n t e gr at e s E M G   Se ns i ng   f or   H and  R e ha bi l i t a t i on ,   I E E E   13t I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o R e ha bi l i t a t i o R o bo t i c s ,   S e a t t l e ,   W A ,   U S A ,   pp .   1 - 7,   20 13.   [ 21]   J .   O c ho a   a nd  D .   K a m pe r ,   D e v e l o pm e nt   o f   a a c t ua t e c a b l e   o r t ho t i c   g l ov e   t pr o v i de   a s s i s t a nc e   o f   f i ng e r   e xt e ns i o t o   s t r o ke   s u r v i v o r s ,   R e v .   I n g.   B i om é d i c a ,   v o l .   3 ,   no .   5,   p p.   75 829 ,   2009 .   [ 22]   K .   T h i e l ba r ,   e t   a l . ,   B e n e f i t s   o f   us i ng   a   v o i c e   a nd  E M G - dr i v e a c t ua t e g l o v e   t o   s uppo r t   o c c upa t i o na l   t he r a py   f o r   s t r o ke   s ur v i v o r s ,   I E E E   T r ans a c t i o ns   on  N e ur a l   Sy s t e m s   and   R e habi l i t at i on  E n gi ne e r i n g ,   v o l .   25,   no .   3 ,     pp.   29 7 - 306,   2 017 .   [ 23]   L .   L uc a s ,   e t   a l . ,   A E M G - C o nt r o l l e H a nd  E xo s ke l e t o f o r   N a t u r a l   P i nc hi ng ,   J .   R o bot .   M e c ha t r oni c s ,   v o l .   1 6,   no .   5 ,   pp.   4 82 4 88,   2 004 .   [ 24]   M .   M ul a s ,   e t   al . ,   A E M G - c on t r o l l e e x os k e l e t on  f o r   hand  r e habi l i t a t i on ,   9t I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o n   R e ha b i l i t a t i o R o bo t i c s   I C O R R ,   C hi c a g o ,   I L ,   U S A ,   pp .   371 374 ,   2 005.   [ 25]   M .   C h e n ,   e t   al . ,   I n t e r ac t i v e   r e habi l i t a t i on  r obo t   f o r   han f u nc t i o t r a i n i ng ,   I E E E   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o R e ha b i l i t a t i o R o bo t i c s   I C O R R .   K y o t o ,   J a pa n ,   pp .   777 780 ,   2009 .   [ 26]   P .   G e n t i l e ,   e t   a l . ,   E m be dde w e ar abl e   i n t e gr a t i ng  r e al - t i m e   pr o c e s s i ng  of   e l e c t r om y ogr aphy   s i gna l s ,   E u r o s e n s o r s   2017  c o nf e r e nc e ,   P a r i s ,   F r a nc e ,   3 - S e p t e m be r   2017 .   P r o c e e di ng s   2017 ,   1,   600;   do i :   10. 3390 /   pr o c e e di ng s   10406 00.   [ 27]   F .   N .   J a m a l udd i n ,   e t   al .   L o w   c o s t   a nd  w e a r a b l e   m u l t i c ha n n e l   s ur f a c e   e l e c t r o m y og r a phy   da t a   a c qui s i t i o s y s t e m   a r c hi t e c t u r e   J our nal   o f   E ng i ne e r i ng   Sc i e nc e   an T e c h no l ogy ,   pp   9 8 106 ,   201 4.   [ 28]   S t a nda r ds   f o r   R e po r t i ng   E M G   d a t a ,   J o ur n al   of   E l e c t r om y ogr a ph y   and  K i ne s i ol ogy ,   v o l .   9 ,   no .   1,   I I I - I V ,   F e br ua r y   1999 .   [ 29]   P .   H o dg e s   e t   al . ,   A   c o m pa r i s o o f   c o m put e r - ba s e m e t ho ds   f o r   t he   de t e r m i n a t i o o f   o ns e t   o f   m us c l e   c o nt r a c t i o us i ng   e l e c t r o m y og r a phy ,   E l e c t r oe nc e pha l ogr aph y   a nd   c l i n i c al   N e ur oph y s i o l ogy ,   v o l .   1 01,   p p.   51 1 - 519,   1 996 .   [ 30]   H .   H a m e e d ,   e t   al . ,   So f t   r obo t i c   gl o v e   s y s t e m   c ont r ol l e w i t a m pl i t ude   i n de pe nde nt   m us c l e   ac t i v i t y   de t e c t i o al go r i t hm   by   u s i ng  s i ng l e   s E M G   c ha nne l ,   I E E E   5t I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o S m a r t   I ns t r um e n t a t i o n,   M e a s u r e m e n t   a nd   A ppl i c a t i o ns   ( I C S I M A   2018) .   S o ng khl a ,   T ha i l a n d,   pp .   1 - 6,   210 8.       BI O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         H us a m u l de e K .   H a m e e d   r e c e i v e t he   B a c he l o r   a nd  M a s t e r   D e g r e e s   i E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   f r o m   t he   U ni v e r s i t y   of   T e c hno l ogy   i 1994  a nd  2002   r e s pe c t i v e l y .   H e   i s   a   l e c t ur e r   i t he   H i g I ns t i t u t e   o f   T e l e c o m m uni c a t i o ns .   H e   i s   c ur r e n t l y   a   P h D   s t ud e n t   a t   t he   d e pa r t m e nt   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i n e e r i ng   i t he   U ni v e r s i t i   P u t r a   M a l a y s i a .   H i s   P hD   s t u dy   i s   a bo ut   E l e c t r o m y og r a phy   c o nt r o l l e ha n r o bo t i c   de v i c e s   f o r   di s a b l e p e o pl e .   H i s   r e s e a r c i n t e r e s t s   i nc l ud e   D i g i t a l   S i g na l   P r o c e s s i ng ,   B i o m e di c a l ,   R o bo t i c s   a nd   A ut o m a t i o n.           W a Z uh a   W a n   H a s a n   i s   a   S e n i o r   L e c t ur e r   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   F a c ul t y   o f   ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   P ut r a   M a l a y s i a   ( U P M ) .   H e   r e c e i v e t h e   B . S c .   de g r e e   i E l e c t r o ni c   a nd   C o m put e r   f r o m   t he   U n i v e r s i t i   P u t r a   M a l a y s i a   ( U P M )   i 19 97,   a nd  t he   M . S c .   i M i c r o e l e c t r o ni c s   f r o m   t he   U ni v e r s i t i   P ut r a   M a l a y s i a   ( U P M )   i 2 001 ,   a n t h e   P h . D .   i M e m o r y   T e s t i ng   f r o m   t he   Un i v e r s i t y   K e ba ng s a a M a l a y s i a   ( U K M )   i 2 005 .   H e   i s   a   m e m be r   I E E E   m e m be r   ( B E M ) ,   I E E E   C i r c ui t   a nd   S y s t e m   S o c i e t y   ( I E I C E )   a nd   I E E E   E l e c t r o a nd   D e v i c e s   ( P P A U P M ) .   H i s   a r e a s   o f   s pe c i a l i z a t i o a r e   M i c r o e l e c t r o ni c s ,   S e n s o r   T e c hno l o gy ,   R o bo t i c   a nd  A ut o m a t i o n,   e s pe c i a l l y   i P r e s s u r e   S e ns o r   f o r   M e d i c a l   a nd  R o bo t i c   a nd   A ut o m a t i o A ppl i c a t i o n,   M o bi l e   R o bo t   a nd   a ut o m a t e M a c h i ne .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.