I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  A p r il   20 25 ,   p p .   1 9 1 2 ~ 1 9 2 3   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 2 . pp 1 9 1 2 - 1 9 2 3           1912       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Em bedded  sy ste ms  and a rtif i cia l i ntelligence  f o r e n ha nced  huma no id robo tic s a pplica tions       J a la l H did 1 ,   O us s a m a   L a m s ella k 2 ,   Ahm a d B enlg ha zi 3 ,   Abdelh a m id B e na li 3 ,   O ua f a e  E l Mel ha o ui 4   1 La b o r a t o r y   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   S y s t e ms,  F a c u l t y   o f   S c i e n c e ,   M o h a me d   1   U n i v e r si t y ,   O u j d a ,   M o r o c c o   2 La b o r a t o r y   o f   A p p l i e d   M a t h e m a t i c s   o f   t h e   O r i e n t a l ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e ,   M o h a me d   1   U n i v e r s i t y ,   O u j d a ,   M o r o c c o   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c   C o m p u t e r   S c i e n c e s a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n ,   N a t i o n a l   S c h o o l   o f   A p p l i e d   S c i e n c e s,  M o h a me d   1   U n i v e r s i t y ,   O u j d a ,   M o r o c c o   4 F a c u l t y   o f   S c i e n c e ,   M o h a m e d   1   U n i v e r si t y ,   O u j d a ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   3 0 ,   2 0 2 4   R ev is ed   No v   2 9 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Dec   2 ,   2 0 2 4       Th is  p a p e r  p re se n ts  a   m e th o d   fo r   c o ll e c ti n g   p re c ise   h a n d   g e stu re   ( HG )  d a ta   u sin g   a   l o w - c o st  e m b e d d e d   d e v i c e   fo r  a n   e m b e d d e d   a rti ficia l  in telli g e n c e   (EAI) - b a se d   h u m a n o i d   r o b o ti c s  ( HR)  a p p li c a ti o n .   De sp it e   a d v a n c e m e n ts  in   th e   field ,   c h a ll e n g e s  re m a in   i n   d e p lo y in g   c o st - e ffe c ti v e   m e th o d s   fo r   a c c u ra tely   c a p tu rin g   a n d   re c o g n izin g   b o d y   g e st u re   d a ta.  T h e   u lt ima te   o b jec ti v e   is  to   d e v e lo p   h u m a n o id   r o b o ts  (HRS)  c a p a b le  o f  b e tt e r   u n d e rsta n d i n g   h u m a n   a c ti v it ies   a n d   p ro v id in g   o p ti m a l  d a il y   l ife  su p p o rt.   In   th is  re g a r d ,   o u r   a p p ro a c h   u ti li z e s  a   Ra sp b e rry   P i   P ico   m icro c o n tro l ler  with   a   3 - a x is  a c c e lero m e ter  a n d   a   3 - a x i s  g y ro sc o p e   m o ti o n   se n s o r  to   c a p tu re   re a l - ti m e   H G   d a ta,  d e sc rib in g   ten   d isti n c t  re a l - wo rld   tas k s p e rfo rm e d   b y   th e   h a n d   in   e x p e rime n tal  sc e n a rio s.  Co ll e c ted   d a ta  is  sto re d   o n   a   p e rso n a l   c o m p u ter   (P C)  v ia  a   m icro - p y t h o n   p r o g r a m ,   fo rm in g   a   d a tas e t  wh e re   tas k s  a re   c las sified   u sin g   ten   s u p e rv ise d   m a c h in e   lea rn in g   (S M L)  m o d e ls.  Two   c las sifica ti o n   e x p e rime n ts   we re   c o n d u c ted :   th e   first  i n v o lv e d   p re d i c ti n g   ra w  d a ta,  a n d   t h e   se c o n d   a p p li e d   n o rm a li z a ti o n   a n d   fe a tu re   e x trac ti o n   (F E)   tec h n iq u e s  to   imp r o v e   p re d ic ti o n   p e rf o rm a n c e .   Th e   re su lt s   sh o we d   p ro m isin g   a c c u ra c y   in   t h e   first   p h a se   (8 9 %   m a x ),   wit h   f u rt h e r  imp r o v e m e n ts   a c h iev e d   in   t h e   se c o n d   p h a se   (9 4 %   m a x ).   F in a l ly ,   b y   e m p l o y i n g   sim il a r   m e th o d s,   we   c a n   i n teg ra te h i g h l y   train e d   m a c h i n e   lea rn i n g   (M L)   m o d e ls  i n t o   e m b e d d e d   h u m a n o id   r o b o ti c   sy st e m s,  e n a b li n g   re a l - ti m e   h u m a n   a s sista n c e .   K ey w o r d s :   Data   ac q u is itio n   E m b ed d e d   ar tific ial  in tellig en ce     E m b ed d e d   s y s tem s   Featu r e  ex tr ac tio n     Han d   g estu r e  r ec o g n itio n     Hu m an o id   r o b o tics   Su p er v is ed   m ac h i n e  lear n in g     T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   J alal  Hd id   L ab o r ato r y   o f   E lectr o n ics an d   Sy s tem s ,   Facu lty   o f   Scien ce ,   Mo h am ed   1   Un iv er s ity   Mo h am m ed   VI   R o ad   -   P.O.   B o x   7 1 7 ,   Ou jd a   6 0 0 0 0 ,   Mo r o cc o   E m ail: j. h d id @ u m p . ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  f ield   o f   h u m an o id   r o b o tics   ( HR )   [ 1 ] ,  [ 2 ]   is   r ap id ly   ad v an cin g   o n   a  g l o b al  s ca le,   g r ea tly   in f lu en cin g   v ar io u s   asp ec ts   o f   h u m an   life .   Hu m an o id   r o b o ts   ( HR S)  p o wer ed   b y   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   [ 3 ]   ar e  in cr ea s in g ly   b ein g   test ed   an d   u s ed   ac r o s s   m u ltip le  in d u s tr ies,  s u ch   as   h o s p itality ,   ed u ca tio n ,   h ea lth ca r e,   an d   th e  s er v ice  in d u s tr y .   Ho w ev er ,   d esp ite  th ese  tech n o lo g ic al  ad v an ce m en ts ,   r ea l - wo r ld   H R   ap p licatio n s   [ 4 ] ,  [ 5 ]   r em ain   lim ited ,   p a r tly   d u e   to   h ig h   d ev elo p m en t   co s ts .   T h eir   d e p lo y m e n t  in   p r ac tical   s ce n ar io s   d em a n d s   th e  ass o ciatio n   o f   h ig h - p er f o r m an ce   m o tio n   ac q u is itio n   s y s tem s   [ 6 ]   an d   m ac h in e  lear n in g   ( ML )   tech n i q u es   [ 7 ]   to   ac cu r ately   co llect  an d   r ec o g n ize  well - ex p r ess iv e  h u m an   b o d y   g estu r e  d ata  [ 8 ] .   T h e  ca p tu r ed   d ata  m u s t  b e  m eticu lo u s ly   s tr u ctu r e d   i n to   well - p r o ce s s ed   d atasets   to   b e   ef f ec tiv ely   ad o p ted   an d   in ter p r eted   b y   ML   alg o r ith m s .   On e  o f   th e  m ain   c h allen g es  is   to   d ev elo p   co s t - ef f ec tiv e,   r ea l - tim e  d ata  ac q u is itio n   ( DA)   m eth o d s   th at  ca p tu r e  h ig h ly   ac cu r ate  g estu r e  d ata  f o r   ef f icien t  ML   tr ain in g .   T h e  u ltima te  g o al  is   to   d ev elo p   HR S  th at  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       E mb ed d ed   s ystems   a n d   a r tifi cia l in tellig en ce   fo r   en h a n ce d   h u ma n o id   r o b o tics   a p p lica ti o n s   ( Ja la l H d id )   1913   ca n   im p r o v e  r ec o g n itio n   an d   r ep r o d u ctio n   o f   r ea l - life   h u m a n   ac tiv ities   [ 9 ] ,   th er e b y   o f f er i n g   b etter   ass is tan ce   in   d aily   task s   f o r   a n   en h an ce d   u s er   ex p er ien ce .   Var io u s   s tu d ies  an d   r elate d   wo r k s   h a v e  b ee n   u n d er tak en   in   an   ef f o r t  to   c o n tr ib u te  to   th e   d ev elo p m e n t  o f   HR S  f o r   r ea l - wo r ld   jo b s .   T h ese  in clu d e  h o s p itality   s er v ices  s u ch   as  s er v in g   f o o d ,   ac tin g   as  h o tel  co n cier g es  o r   i n   o th er   cu s to m er - f ac in g   r o les  [ 1 0 ] ,   b io n ic  ap p licatio n s   [ 1 1 ] ,   an d   b ec o m in g   s en io r   co m p an io n s   [ 1 2 ] .   Hu m an o id   r o b o t  p r o to t y p es  ar e   alr ea d y   in   ex is ten ce   to d ay ,   all  ar o u n d   t h e  wo r ld .   Ma n y   o f   th em   h av e   ad v a n ce d   t o   th e  g r o u n d   p h ase  o r   h a v e  ev e n   to u c h ed   d o wn   in   th e  r ea l   wo r ld .   Nev er th eless ,   T ab le  1   lis ts   a  f ew  ex am p les  o f   th e  to p   HR S   [ 1 3 ] – [ 1 6 ]   th at  ar e  cu r r en tly   e m p lo y e d   in   t h e  s ec to r s   o f   d ee p - s ea   ex p lo r atio n ,   in d u s tr y ,   s o cio lo g y ,   an d   ed u ca tio n .       T ab le  1 .   R ev iew  o f   e x is tin g   h u m an o id   r o b o t sy s tem s   ac r o s s   v ar io u s   s ec to r s   S e c t o r   N a me   D e scri p t i o n   Ta sk s   I n d u st r y   “ A R M A R - 6 ”   [ 1 3 ]   -   A   h i g h - p e r f o r ma n c e   h u m a n o i d   r o b o t   f o r   h u ma n - r o b o t   c o l l a b o r a t i o n   i n   r e a l - w o r l d   sce n a r i o s.   -   I t   r e c o g n i z e s  h u m a n s’   n e e d s  a n d   o f f e r s  h e l p   i n   a   p r o a c t i v e   w a y .   -   G r a sp i n g   a n d   m a n i p u l a t i n g   t o o l s,   -   P e r c e p t i o n   a n d   r e c o g n i t i o n ,   -   M a n u a l   c o l l a b o r a t i o n   w i t h   h u ma n s,   -   C o m p l i a n t - mo t i o n   e x e c u t i o n ,   -   N a t u r a l   l a n g u a g e   u n d e r st a n d i n g ,   -   I n d u st r i a l   ma i n t e n a n c e   a ssi s t a n c e .           Ed u c a t i o n   “ P e p p e r ”   [ 1 4 ]   -   H u ma n o i d   r o b o t   d e p l o y e d   f o r   e d u c a t i o n a l   p u r p o ses.   -   Eq u i p p e d   w i t h   f e a t u r e s a n d   h i g h - l e v e l   i n t e r f a c e s fo r   mu l t i m o d a l   c o mm u n i c a t i o n   w i t h   t h e   h u ma n s  a r o u n d   i t .   -   Ex h i b i t i n g   b o d y   l a n g u a g e ,   -   P e r c e i v i n g   a n d   i n t e r a c t i n g   w i t h   i t s   su r r o u n d i n g s,   -   M o v i n g   a r o u n d ,   -   A n a l y z i n g   p e o p l e ’ s e x p r e ss i o n s  a n d   v o i c e   t o n e s ,   -   C r e a t i n g   c o n t e n t   a n d   t e a c h i n g   p r o g r a mm i n g .           D e e p - s e a   e x p l o r a t i o n   “ Th e   o c e a n   o n e   h a n d s ”   [ 1 5 ]   -   A n   a d a p t i v e   d e e p - s e a   d i v e r   d e si g n   f o r   r o b u s t   m a r i n e   ma n i p u l a t i o n   i n   u n s t r u c t u r e d   e n v i r o n me n t s.   -   U t i l i z i n g   t w o   h a n d s w i t h   e l a st i c   f i n g e r   j o i n t s  a n d   a   s p r i n g   t r a n s mi ss i o n   t o   a c h i e v e   a   v a r i e t y   o f   p i n c h   a n d   w r a p   g r a s p s.   -   A c q u i r i n g   a n d   m a n i p u l a t i n g   sma l l   a n d   l a r g e   o b j e c t s   w i t h   o n e   o r   t w o   h a n d s ,   -   G r a sp i n g   a n d   h a n d l i n g   d e l i c a t e   a n d   st i f f   i t e ms ,   -   D i v i n g   i n   t h e   M e d i t e r r a n e a n   f o r   i t s  f i r st   m i ssi o n ,   i n v e s t i g a t i n g   a   sh i p w r e c k   o f f   t h e   c o a s t   o f   T o u l o n ,   F r a n c e .           S o c i o l o g y   “ A d v a n c e d   st e p   i n   i n n o v a t i v e   m o b i l i t y   ( A S I M O ) ”   [ 1 6 ]   -   B e i n g   t h e   l a t e st   b i p e d   H o n d a ’ s  h u m a n o i d   r o b o t   w i t h   i t s  a b i l i t y   t o   h a v e   f i v e - f i n g e r   a r ms  a s w e l l   a s   i t s  w a l k i n g   f u n c t i o n .   -   I t   i s a   s o c i a l   r o b o t   t h a t   i s  d e si g n e d   t o   o p e r a t e   f r e e l y   i n   a   h u m a n   l i v i n g   sp a c e   t o   a ss i st   a n d   i m p r o v e   p e o p l e ’ s  l i v e s.   -   W a l k i n g   o v e r   u n e v e n   s u r f a c e s  a n d   st a i r s   i n   a   d y n a m i c   a n d   st a b l e   w a y ,   -   R e c o g n i z e s a n d   i n t e r a c t s   w i t h   p e o p l e ,   -   C a r r y i n g   a   p a y l o a d   o f   7 0   k g ,   -   A b i l i t y   t o   c o m p e n sa t e   a g a i n s t   e x t e r n a l   f o r c e s,   -   C o l l i si o n   a v o i d a n c e ,   -   A c c e ss   t h i n g s l i k e   d o o r k n o b s a n d   l i g h t   sw i t c h e s ,   -   W a v i n g   a n d   s h a k i n g   h a n d s.       Fo r   HR   ap p licatio n s ,   th e  ac q u is itio n   an d   r ec o g n itio n   o f   g estu r e  d ata  ca n   b e  ef f icien tly   m an ag ed   u s in g   em b ed d e d   s y s tem s   ( E S )   [ 1 7 ]   eq u ip p e d   with   m o tio n   s en s o r s   an d   ac tu ato r s   an d   p o wer ed   b y   E AI   [ 1 8 ] .  I n d ee d ,   th ese  d e v ices  o f f er   c o s t - ef f ec tiv e  an d   lo w - p o wer   s o lu tio n s   f o r   r ea l - tim e,   d y n a m ic  DA,   ca p tu r in g   ex p r ess iv e  h u m an   g estu r e  d at a  with   p r ec is io n   th r o u g h   af f o r d ab le  m o tio n   s en s o r s   [ 1 9 ] .   I n v o lv in g   p er f o r m an t  ML   m eth o d s ,   well - p r e p r o ce s s ed   an d   s tr u ctu r ed   d atasets   ca n   b e  g ath er e d ,   a n d   en h an ce d   AI   tr ain in g ,   p r ed ictio n ,   an d   d ec is io n - m ak i n g   ca p ab ilit ies  ca n   b e  ac h iev e d .   Mo r eo v e r ,   th a n k s   to   th e   in t er n et  o f   th i n g s   ( I o T )   [ 2 0 ]   a n d   c o n n ec ted   o b jects  ( C O)   [ 2 1 ]   in d u s tr ies,  r ea l - tim e  a n d   au to n o m o u s   E S  b ased   AI   [ 2 2 ]   ca n   b e  cr ea te d   f o r   ac q u is itio n ,   r ec o g n itio n ,   a n d   r ea ctiv e  task s   u s in g   r o b u s t  s en s o r s   an d   ac tu ato r s .   As  a  r e s u lt,  E S  ar e  p lay in g   a  cr itical  r o le  in   b u ild in g   e f f i cien t,  o p er atio n al  E AI - b ased   HR S  [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ]   ca p a b le  o f   p r o v id in g   co n tin u o u s   an d   o p tim al  s u p p o r t  in   d aily   h u m an   ac tiv ities .   I n d u s tr ies  h av e  alr ea d y   ac h iev ed   s ig n if i ca n t  in n o v atio n   in   co m p u tatio n al   p h y s ics  [ 2 5 ]   a n d   e n g in ee r in g   b y   lev er ag in g   th ese  tech n o lo g ies  [ 2 6 ] .   T h u s ,   m icr o co n tr o ller s   [ 2 7 ] ,   [ 2 8 ]   lik e  th e   Ar d u in o   N an o   3 3   B L E   s en s e  [ 2 9 ] ,   [ 3 0 ]   an d   R asp b er r y   Pi  Pico   [ 3 1 ] ,   [ 3 2 ]   a r e  p ar ticu lar ly   well - s u ited   f o r   co s t - ef f ec tiv e  HR   p r o jects  d u e  to   th eir   lo w   co s t,  s m all  s ize,   an d   ab ilit y   to   r u n   lo w - p o we r   em b ed d e d   ML   p r o g r a m s   [ 1 8 ] .   I n   th is   c o n tex t,   th is   p ap e r   p r esen ts   an   ap p r o ac h   u til izin g   a  l o w - co s t  R asp b er r y   Pi  Pico   m icr o co n tr o ller   p air ed   with   a   m o tio n   s en s o r   to   ca p tu r e   p r ec is e,   r ea l - tim e  h a n d   g estu r e   ( HG)   d ata.   T h ese  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 9 1 2 - 1 9 2 3   1914   g estu r es  r ep r esen t  ten   s im p le,   d aily   h u m a n   task s ,   wh ich   will  b e  class if ied   u s in g   SML   m o d els  [ 7 ]   f o r   p o ten tial  ad o p tio n   in   em b ed d e d   HR   ap p licatio n s .   T h e  m eth o d o lo g y   in v o l v es  co llectin g   m u ltip le  ex am p les  o f   ea c h   task ’ s   h an d   g estu r es   ( HGs)   v ia  th e  m icr o c o n tr o ller   an d   s en s o r   an d   class if y in g   th em   with   v ar io u s   ML   m o d els.   T h e  m o tio n   s en s o r   is   a  6 - ax is   d ev ice  th at  r ec o r d s   3 - ax is   lin ea r   ac ce ler atio n s   an d   3 - ax is   r o tatio n al  v elo cities   ac r o s s   th e  X,   Y,   a n d   Z   ax es  [ 3 1 ] ,   [ 3 3 ] .   T h e   d ata  c o llectio n   p r o ce s s   co n s is ts   o f   attac h in g   th e  m o tio n   s en s o r   to   a  h u m an   h a n d   an d   e x ec u tin g   th e  task s   in   r ea l - wo r ld   s ce n ar io s   b y   p er f o r m in g   c o n tr o lled   m o v em en ts   wh ile   ca p tu r in g   r ea l - tim e  m ea s u r em en ts .   T h e  ca p tu r ed   m ea s u r es  ar e  s to r ed   o n   a  PC   u s in g   th e  R asp b er r y   Pi  Pico   r u n n in g   a  m icr o - p y th o n   p r o g r am .   T h e  co llected   d ata  is   th e n   s av ed   in   a n   E x ce l  f ile,   f o r m in g   a  d ataset  th at   in clu d es m u ltip le  in s tan ce s   o f   ea ch   h an d   task ,   all  o f   w h ich   h av e  b ee n   p er f o r m ed   s ev e r al  tim es.    T h e  p r im ar y   o b jectiv e  o f   th is   r esear ch   is   to   d ev elo p   a  co s t - ef f ec tiv e  m eth o d   f o r   g e n er atin g   a  well - lab eled   an d   r ep r esen tativ e  HG  d ataset  b ein g   ef f ec tiv ely   tr ain ed   an d   in ter p r eted   b y   ML   alg o r ith m s .   T h e  r esu lts   aim   to   d em o n s tr ate  h o w  well  th e  co llected   d ata  d escr ib e  th e  ten   task s   an d   h o w  ac cu r ately   th e  ML   m o d els  ca n   p r ed ict  th em   f o r   f u tu r e  u s a g e.   T wo   ex p er im en tal  p h ases   o f   class if icatio n   wer e  co n d u cted .   T h e  f ir s t   ex p er im en t   ap p lied   class if icatio n   to   r aw  d ata,   m in im izin g   r eso u r ce   u s e,   to   e v alu ate  h o w  ef f ec tiv ely   th e   r aw   g estu r e  d ata  r ep r esen ts   th e  ac tiv ities .   T h e  s ec o n d   ex p er im e n t  em p lo y ed   d ata  p r ep r o ce s s i n g   tech n iq u es  [ 3 4 ] ,  in clu d in g   n o r m aliza tio n   an d   f ea tu r e  ex tr ac tio n   ( FE)   [ 3 5 ] ,   [ 3 6 ]   to   en h an ce   class if icatio n   ac cu r ac y .   I n   th e  in itial  ex p er im en t,  f iv e  m o d el s   ac h iev ed   ac cu r ac ies  b etwe en   8 0 % – 9 0 %,  wh ile  th e  s ec o n d   ex p er im en t  s h o wed   en h an ce d   r esu lts ,   with   s ix   m o d els  ac h iev in g   ac c u r ac ies  b et wee n   8 7 % – 9 4 %.  Fo r   s im p licity ,   th e  R asp b er r y   Pi  Pico   m icr o co n tr o ller   will b e  r e f er r ed   to   as “ Pico ”  th r o u g h o u t   th e  r em ain d e r   o f   th is   ar ticle.   T h e  ar ticle  is   s tr u ctu r ed   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   d escr ib es  t h e  ten   h an d   task s   ad o p te d   f o r   th e  s tu d y .   Sectio n   3   d etails  th e  m eth o d o l o g y   a n d   m ater ials   u s ed   f o r   d at a  ca p tu r e,   with   a   p r esen tatio n   o f   ML   m o d els  a n d   tech n iq u es  ap p lied   f o r   class if icatio n .   Sectio n   4   s h o ws  th e  r e s u lts   ac h iev ed   with   th e  co llect ed   d ataset  an d   th e   ML   p r ed ictio n   p er f o r m an ce s ,   alo n g   with   a n   an aly s is   an d   d is cu s s io n .   Fin ally ,   a  co n clu s io n   s u m m ar izes  th e   k ey   f in d in g s .       2.   ADO P T E D  H AN D  T A SK S  F O R  T H E   S T UDY   I n   th is   s tu d y ,   ten   h u m a n   h a n d   task s   wer e  d esig n ed   t o   s im u late  r ea l - wo r ld   HG  ex er cises   th at   r ep r esen t  s im p le  d aily   ac tiv it ies.  E ac h   task   c o n s is ts   o f   m u ltip le  cy cles  o f   r ep ea te d   HG s ,   with   m o v em en ts   d etec ted   b y   th e   m o tio n   s en s o r   an d   ca p tu r ed   b y   th e   Pico .   T o   o p tim ize   th e  u s e  o f   a   s in g le  s en s o r ,   th e   s elec ted   task s   ar e  s im p le,   o n e - h a n d ed   ac tio n s   illu s tr ated   in   Fig u r e  1 .   Du r in g   th e  ex er cises ,   th e  f is t  an d   f o r ea r m   a r e  th e  o n ly   m o v i n g   p ar ts ,   wh ile  th e  f in g er s   r em ain   s tatio n ar y .   I n   th is   ap p r o ac h ,   th e  f is t  is   th e  p r i m ar y   p o r tio n   o f   th e   h an d   u s ed   f o r   r ec o r d in g   m o tio n s   with   th e  s en s o r .   A  task   i s   d ef in ed   as st ar t in g   with   th e  h an d   in   a  f ix ed   p o s tu r e  ( f in g er s   an d   f is t im m o b ile) ,   f o llo wed   b y   co n tin u o u s   m o v em e n t  u n til  th e  cy cle  co m p letes,  at  wh ich   p o in t  th e  h a n d   r et u r n s   b ac k   to   its   in itial  p o s itio n   b ef o r e   s tar tin g   t h e  n e x t  c y cle.   E ac h   elem en tar y   m o v em e n t  o r   ac tio n   th at  co n s titu tes  a  task   is   ca r ef u lly   tr ac k ed ,   g en e r atin g   a  r ea l - tim e  g estu r e  d ataset  with   d etaile d   f ea tu r es.  T h e  d ata  ca p tu r e  is   p r o ce s s ed   u s in g   a  PC   an d   a   m icr o - p y th o n   p r o g r am ,   with   t h e  r esu lts   s to r ed   i n   an   E x ce l   f ile  f o r   f u r t h er   an a ly s is .   Fig u r e s   1 ( a)     to   1 ( j)   illu s tr ates th e  1 0   h an d   task s ,   wh ich   ar e  d escr ib ed   as f o llo ws:   a.   Op en in g /clo s in g   a  d o o r : a   h a n d   r ea ch es f o r   th e  d o o r   h an d le,   tu r n s   it,  an d   eith e r   p u s h es o r   p u lls   th e  d o o r   to   o p en   o r   clo s e  it.   b.   L o ck in g /u n lo ck in g   a  lo c k   k e y :  f in g er s   m a n ip u late  a  k ey ,   i n s er tin g   it  in to   a  l o ck   to   t u r n   an d   s ec u r e  t h e   d o o r   o r   u n lo ck   it,   an d   p u ll th e  k ey   af ter   t h at.   c.   T ap p in g   k ey s :  d elica te  in d ex   f in g er   m o v em en ts   p r ess in g   k ey s   b u tto n s   ( o f   an   elec tr o n ic  l o c k ,   f o r   ex am p le,   en ter in g   a  c o d e  o r   s eq u en ce   to   s ec u r e  o r   g ain   ac ce s s ) .   d.   Po u r in g   a  c u p   with   co f f ee :  a   h an d   tak es  u p   a  th e r m o s ,   h o ld s   it,  an d   ca r ef u lly   p o u r s   co f f ee   in to   a   cu p ,   co n tr o llin g   t h e  f lo w  to   p r ev e n t   s p ills ,   an d   p u ts   th e  th er m o s   d o wn .   e.   Ar r an g in g   g lass   cu p s :  f in g e r s   o r   a  h an d   ar r an g e   g lass   cu p s   in   a   s p ec if ic   o r d e r   o r   p atter n ,   d em o n s tr atin g   d ex ter ity   an d   p r ec is io n .   f.   C lean in g   a  win d o w:  a  h an d   wield s   a  clea n in g   to o l  ( s q u e eg ee   o r   clo th )   to   clea n   t h e  win d o w  s u r f ac e   s p r ay ed   with   a  clea n e r   liq u id   f o llo win g   s y s tem atic  an d   co n tr o lled   m o v e m en ts .   g.   Pan tin g   a  wall:  a  h a n d   d ip s   a   p ain tb r u s h   in to   a  p ain t   b u c k e t  an d   a p p lies   p ain t  to   a  wall  with   s tead y   an d   in ten tio n al  s tr o k es.   h.   Ham m er in g   a   n ail:  a   h a n d   g r asp s   a  h am m e r   a n d   d r iv es  a   n ail  in to   a  s u r f ac e  b y   d eliv er in g   c o n tr o lled   s tr ik es.   i.   Sawin g   a  tu b e:  a  h a n d   g u id es  a  s aw  th r o u g h   a  tu b e,   d em o n s tr atin g   a  p r ec is e  cu ttin g   m o tio n .   j.   T ig h ten in g /lo o s en in g   a  b o lt:  f in g er s   o r   a  h an d   g r ip   a  wr en c h ,   eith er   tig h ten in g   o r   lo o s en i n g   a  b o lt  with   ca lcu lated   tu r n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       E mb ed d ed   s ystems   a n d   a r tifi cia l in tellig en ce   fo r   en h a n ce d   h u ma n o id   r o b o tics   a p p lica ti o n s   ( Ja la l H d id )   1915       Fig u r e  1 .   I ll u s tr atio n s   r ep r esen tin g   th e  1 0   s elec ted   h an d   task s : ( a)   o p e n in g /clo s in g   a   d o o r ,   ( b )   lo ck in g   o r   u n lo ck in g   a  lo c k   k ey ,   ( c)   ta p p i n g   k ey s ,   ( d )   p o u r in g   a  c u p   wit h   co f f ee ,   ( e)   a r r an g in g   g lass   cu p s ,     ( f )   clea n in g   a  win d o w,   ( g )   p an tin g   a  wall,   ( h )   h am m er i n g   a  n ail,   ( i)   s awin g   a  tu b e,   an d     ( j)   tig h ten in g /lo o s en in g   a   b o lt        3.   M E T H O D   T h is   wo r k   em p lo y s   th e  Pico   [ 3 1 ] ,   [ 3 2 ]   as  th e  p r im ar y   elec tr o n ic  co m p o n en t,  in teg r ate d   with   a  m icr o   elec tr o   m ec h a n ical  s y s tem s   p r o ce s s o r   u n it  ( MPU6 0 5 0 )   in e r tial  m ea s u r em en t   u n it   ( I MU )   m o d u le  [ 3 1 ] ,   [ 3 3 ]   co n tain in g   ac ce le r o m eter   a n d   g y r o s co p e  s en s o r s   to   d et ec t  HG s .   T h e  Pico   is   ty p ically   p ar t  o f   an   E x p er im en tin g   Kit,   wh ich   f ea tu r es  v ar io u s   o n b o ar d   c o m p o n e n ts   an d   m o d u les  u s ef u l  f o r   d e v elo p in g   h ar d war e - b ased   co n n ec ted   ele ctr o n ic  p r o jects  [ 2 1 ] .   T h e   k it  g en er ally   c o n s is ts   o f   a   d ev el o p m en t  b o ar d ,   r ela y ,   s er v o   m o t o r ,   I MU   m o d u le,   p o ten tio m eter ,   u ltra s o n ic  s en s o r ,   W i - Fi  m o d u le,   an d   g r o v e - co m p atib le  ju m p er   ca b les  [ 3 1 ] .   Ho wev er ,   f o r   th i s   s tu d y ,   o n ly   th e  d e v elo p m en t  b o ar d ,   I MU   m o d u le,   a n d   n e ce s s ar y   wir in g   ar e  u s ed   alo n g s id e  a   PC   an d   m icr o - p y th o n   p r o g r am m in g   lan g u ag e.   T h e  g o al  is   t o   cr ea te   a   c o n n ec ted   s y s tem   in   wh ich   th e  Pico   f u n ctio n s   as  th e  m aster   an d   th e  I MU   m o d u le   as  th e  s lav e,   u tili zin g   an   in ter - in teg r ated   cir c u it  ( I 2 C )   co m m u n icatio n   p r o t o co l  [ 3 7 ] .   Up o n   r u n n in g   th e  m icr o - p y t h o n   p r o g r am ,   s en s o r   d a ta  is   co llected   an d   s to r ed   to   b e  p r ep r o ce s s ed ,   tr ai n ed ,   an d   test ed   u s in g   ML   tec h n iq u es f o r   class if icatio n .     3 . 1 .     Ra s pb er ry   P i P ico   m icr o co ntr o ller   T h e   Pic o   is   a   h ig h - p e r f o r m an ce   m ic r o c o n tr o l le r   d esi g n e d   e s p e cia ll y   f o r   c o m p u ta ti o n al   p h y s ics   [ 2 5 ]   d e ali n g   wit h   el ec t r o n ic   s y s te m s   t h at   i n c lu d e  I o T   [ 2 0 ]   p r o je ct s .   T h e   Pic o   h as   its   b i g g est   a d v an t a g es   o f   b ei n g   a  v e r y   l o w - c o s t  $ 4   m ic r o c o n t r o ll er   wit h   m o r e  d i g it al  i n p u t - o u t p u t  p i n s ,   la r g e  m e m o r y ,   a n d   a cc u r at e  ti m i n g   m o d u l es.   A d d iti o n a ll y ,   it   h as   t h e   a b i lit y   t o   im p l em en t  a n d   r u n   ML   a lg o r it h m s   f o r   lo w - p o w er   E AI   a p p li ca ti o n s   [ 3 8 ] ,   [ 3 9 ] .   I t  is   a n   i n t eg r a te d   s in g le - s m al l  b o ar d   b as e d   o n   th e  R P2 0 4 0   m i c r o co n t r o ll e r   c h i p   wi th   a  3 2 - b i t  d u al - co r e  C o r te x   p r o ce s s o r   r u n n i n g   at  u p   t o   1 3 3   MH z ,   2 6 4   k B   o f   s tati c  r a n d o m - ac ce s s   m e m o r y   ( SR AM ) ,   2   MB  o f   on - b o a r d   f las h   m e m o r y   f o r   s to r i n g   p r o g r am   c o d es,   a  t im er ,   a n d   a  r e al - ti m e   c o u n t e r .   W i th   a  m ic r o - USB   t y p e  B   p o r t   f o r   p r o v id in g   5   V   p o we r   to   a n d   p r o g r am m i n g   t h e   b o a r d ,   it   c an   b e  p r o g r a m m e d   u s i n g   C ,   C + +,   o r   m ic r o - p y t h o n   la n g u a g es  to   r u n   a  s in g le   t ask   a n d   ca n   b e   u s e d   i n   f a s t  r ea l - t im e  co n t r o l  a n d   m o n it o r in g   a p p lic ati o n s .   B esid es  p o w er   a n d   g r o u n d   p i n s ,   i t  h as  2 6   m u lt ip le - f u n c ti o n   g e n e r al   p u r p o s e   i n p u t/ o u t p u t  ( GP I O )   p i n s .   T h ese   in c lu d e  2 ×   s e r ia l  p e r i p h e r al   i n te r f a ce   ( SP I )   [ 4 0 ] ,   2 ×  in te r   in te g r at ed   ci r cu it  ( I 2 C )   [ 3 7 ] ,   a n d   2 ×   u n iv er s al   asy n c h r o n o u s   r ec ei v e r   t r a n s m i tte r   ( UART )   [ 4 1 ]   i n te r f ac es   a ll o wi n g   c o n n ec ti o n   an d   co m m u n ic ati o n   wi th   o t h er   d e v i ce s .   T h e   p i n s   a ls o   i n cl u d e   3 ×   1 2 - b it   a n al o g   t o   d ig ita l   c o n v e r te r   ( ADC )   a n d   1 6 ×   co n t r o ll ab le   p u ls e   w id th   m o d u l ati o n   ( PW M )   c h a n n e ls .   Fig u r e   2   s h o ws  t h e   Pic o   wit h   i ts   i n t er n al  co m p o n en ts   i n   Fig u r e  2 ( a )   an d   p i n   in t er f a ce s   i n   Fi g u r e   2 ( b ) .   F o r   m o r e   d et ail e d   i n f o r m a ti o n ,   r ef er   t o   [ 3 1 ] ,   [ 3 2 ] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 9 1 2 - 1 9 2 3   1916     ( a)       ( b )     Fig u r e  2 .   Sch em atics o f   th e  Pico   b o ar d :   ( a)   i n ter n al  co m p o n en ts   an d   ( b )   p in o u t in ter f ac es       3. 2 .     M P U6 0 4 0   I M U  m o du le   T h e  MPU6 0 5 0   I MU   m o d u le  [ 3 1 ] ,   [ 3 3 ]   as  s h o wn   in   Fig u r e  3   is   a  6 - a x is   m o tio n   d etec to r   u n i t   co n s is tin g   o f   a  3 - a x is   ac ce ler o m eter ,   a  3 - ax is   g y r o s co p e,   a n d   a  tem p er at u r e  s en s o r .   B ei n g   in teg r ate d   in to   a   s in g le  ch ip ,   th e   m o d u le  is   in ter f ac ed   to   an d   c o m m u n icate s   with   th e  Pico   th r o u g h   th e   I 2 C   b u s   [ 3 7 ] .   T h e   g y r o s co p e  m ea s u r es th e  r ate  o f   r o tatio n al  v elo city ,   ca p t u r in g   th e  an g u lar   s p ee d   o v er   tim e  ac r o s s   th e  X,   Y,   an d   Z   ax es  u s in g   m icr o   elec tr o - m ec h an ical  s y s tem s   ( MEMS )   te ch n o lo g y   an d   lev e r ag in g   th e  C o r io lis   ef f ec t  [ 4 2 ] .  T h e  ac ce ler o m ete r ,   o n   th e   o t h er   h a n d ,   m ea s u r es  g r a v itatio n al  ac ce ler atio n   al o n g   th e  s a m e  th r ee   a x es,  an d   th r o u g h   tr ig o n o m etr ic  ca lcu lat io n s ,   it  ca n   d eter m in e  th e  an g l e  o f   th e  s en s o r ’ s   o r ien tatio n .   Acc eler atio n   v alu es  ar e  r ec o r d e d   as   ,   ,   an d    ,   wh ile  r o tatio n al  v elo city   v alu es  ar e  r ep r esen ted   as   ,   ,   an d    ,   wh er e  clo ck wis e  m o tio n   p r o d u ce s   n eg ativ e  r ea d i n g s .   As  s h o wn   i n   Fig u r e  3 ,   th e  Z - ax is   is   o r ien t ed   p er p en d icu la r   to   th e  s en s o r   m o d u le,   wh ile  th e  Y -   an d   X - ax es  ar e  alig n ed   p e r p en d icu la r   to   th e  s id es  o f   th e  ch ip .   Alth o u g h   th e   r an g e   o f   m ea s u r es  is   f r o m   0   to   3 ,   ac ce ler atio n   d ata   is   r e p o r ted   i n   u n its   o f   “ g ”   wh ile   r o tatio n al  v el o city   is   m ea s u r ed   in   d e g r ee s   p er   s ec o n d   as sh o wn   in   T ab le  2 .   T h e  f u s io n   o f   ac ce ler o m eter   an d   g y r o s co p e  d ata  en ab les  p r ec is e  tr ac k in g   o f   th e  s en s o r ’ s   m o v e m en t  an d   o r ien tati o n ,   wh ich   c o n s titu tes  th e  s tr en g th   o f   th e  d ata  co llectio n   ap p r o ac h   e m p lo y e d   in   th is   ar ticle.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       E mb ed d ed   s ystems   a n d   a r tifi cia l in tellig en ce   fo r   en h a n ce d   h u ma n o id   r o b o tics   a p p lica ti o n s   ( Ja la l H d id )   1917       Fig u r e  3 .   I MU   m o d u le  with   its   m o tio n   o r ien tatio n s   an d   co n n ec tio n   b u s       T ab le  2 .   Acc eler atio n   an d   v el o city   v alu es in   u n its   an d   r a n g e   R a n g e   A c c e l e r a t i o n   v a l u e   ( + -   g)   R o t a t i o n   v a l u e   ( + -   d e g s/ s e c )   0   1   2   3   2   4   8   16   2 5 0   5 0 0   1 0 0 0   2 0 0 0       3. 3 .     Dev el o pm ent   bo a rd   T h e  d ev el o p m en t   b o ar d   is   a n   in teg r ated   p latf o r m   d esig n ed   to   f ac ilit ate  p r ac tical  an d   ef f icien t  co n n ec tio n   an d   co m m u n icatio n   b etwe en   th e  Pico   an d   v ar i o u s   ex ter n al   d ev ices,  s u c h   as  s en s o r s   an d   m o to r s .   As  s h o wn   in   Fig u r e  4 ,   th e  b o ar d   in clu d es  a  th in - f ilm - tr a n s is to r   liq u id   cr y s tal  d is p lay   ( T FT  L C D) ,   s ix   g r o v e - in ter f ac e  co m p atib le  n etwo r k   s o ck ets  ( lab eled   C N1   to   C N6 )   [ 3 1 ] ,   a n d   a   p in   i n ter f ac e  f o r   p lu g g i n g   t h e  Pico ,   en s u r in g   ea s y   ac ce s s   to   th e  GPI O  p in s .   Ad d itio n ally ,   it  f ea tu r es  th r ee   lig h t - em itti n g   d io d es  ( L E Ds),   th r ee   b u tto n s ,   a n d   a  b u zz er .   E x te r n a l  co m p o n en ts   ca n   b e  c o n n ec te d   to   th e   b o ar d   t h r o u g h   th e   s ix   s o ck ets  v ia  ju m p er   wir es,  allo win g   in ter ac tio n   wit h   Pico ’ s   GPI O  p in s .   Fo r   m o r e  d etailed   in f o r m atio n ,   r ef er   to   [ 3 1 ] .     3 . 4 .     M ea s urem ent   pro g r a mm ing     T o   d ev elo p   a  p r o g r am   in   th e  Pico   th at  m ea s u r es  an d   s to r es  ac ce ler atio n   an d   v el o city   d at a  f r o m   th e   I MU   s en s o r ,   a   f ew  s tep s   m u s t   b e  f o llo wed .   First,  th e  Pico   is   p lu g g ed   i n to   th e   d e v elo p m e n t  b o ar d   b y   alig n i n g   it with   it s   GPI O   p in   h o les,  an d   th e  I MU   s en s o r   is   co n n ec ted   to   th e  d ev elo p m e n t b o ar d   th r o u g h   th e  co m p atib le   n etwo r k   ( C N3 )   s o ck et   u s in g   j u m p er   wir es  as  s h o wn   in   Fig u r e  4 .   Seco n d ,   v ia  its   m icr o - U SB - B   p o r t,  th e   Pico   is   co n n ec ted   to   a  PC   u s in g   a  m icr o - USB - B /US B   ca b le,   p r o v id in g   5   V  p o wer   an d   en ab lin g   d ata  tr an s m is s io n   as  s h o wn   in   Fig u r e  4 .   Fin ally ,   b y   d o wn lo ad in g   th e  T h o n n y   en v ir o n m en t  s o f twar e  [ 3 1 ] ,   [ 3 2 ] ,   th e  p r o g r am   ca n   b e  d ev elo p ed   b y   c r ea tin g   a   n ew  f ile  an d   u s in g   t h e  m icr o - p y th o n   p r o g r am   la n g u a g e.   Up o n   r u n n in g   t h e  p r o g r a m ,   th e  6 - ax is   v alu es:   ,   ,   ,   ,   ,   an d      s tar t  b ein g   m ea s u r e d   b y   th e   I MU   s en s o r   an d   s to r ed   in   an   E x ce l f ile  o n   th e  PC .           Fig u r e  4 .   Sch em a   d escr ib in g   th e  p r o p o s ed   d ata   co llectio n   m eth o d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 9 1 2 - 1 9 2 3   1918   3 . 5 .     Da t a   c o llect io n m et ho d o lo g y   All  task s   co v er ed   in   th is   p ap e r   ar e  o n e - h an d   ac tio n s   ( r ig h t  o r   lef t  h an d )   th at  h av e  b ee n   p e r f o r m ed   in   a  ca r in g   m an n er   u s in g   m y   h an d .   T h e  I MU   s en s o r   was  s ec u r ely   attac h ed   to   th e  b ac k   o f   m y   h an d   an d   co n n ec ted   to   t h e  Pico ,   wh ich   was  af f ix ed   t o   m y   f o r ea r m   an d   lin k e d   to   a  PC   v ia   a  m icr o - USB /U SB   ca b le  to   p r o v id e   b o t h   p o wer   a n d   d ata  tr an s m is s io n   as  s h o wn   in   Fig u r e  5 .   On ce   th e  ac q u is itio n   s y s tem   was  s et  u p ,   I   lau n ch e d   th e  p r o g r am   an d   b eg an   to   ca r ef u lly   p er f o r m ,   f o r   ev er y   s in g le  task ,   th e  r e q u ir e d   h an d   m o v em en ts ,   in clu d in g   d ir ec tio n al   s h if ts   a n d   r o tatio n s ,   th at   d ef in e   th e   task .   W h ile  d o i n g   th at  r ep etitiv ely   in   cy cles,   ac ce ler atio n   an d   g y r o s co p e  m ea s u r em en ts   wer e  b ein g   r ec o r d ed   in   r ea l - tim e  b y   th e  Pico   f r o m   th e  I MU   s en s o r   an d   wer e  a u to m atica lly   b ein g   s to r ed   an d   s av ed   in   an   E x ce l  f ile.   T h e  m icr o - p y th o n   p r o g r am   o p e r ated   in   a  co n tin u o u s   “wh ile”  lo o p ,   ca p a b le  o f   r ec o r d i n g   u p   to   9 9 9   r o ws  o f   d ata  p e r   s ess io n .   E ac h   r o w  co r r esp o n d ed   t o   a  s am p le  co n s is tin g   o f    ,   ,   ,   ,   ,   an d      m ea s u r es.  Fo r   ea ch   task ,   t h e  p r o g r am   r a n   twice,   co llectin g   d ata  in   two   s ess io n s ,   r esu ltin g   in   1 , 9 9 8   to tal   s am p les  p er   task .   T h e  d ata  wer e  c o llected   at  a  f r eq u e n cy   o f     1 0 0   Hz  with   a  tim e  in ter v al  o f   0 . 0 1   s ec o n d s .   Fo r   task s   in v o lv in g   th e  tip p in g   p a d   an d   u n l o ck in g /lo ck in g   d o o r   ac tio n s ,   th e  I MU   s en s o r   was  p lace d   o n   th e  in d e x   f in g e r ,   wh i le  f o r   th e  r est  o f   th e  task s ,   it  was  p o s itio n ed   n ea r   th e  m id d le  k n u ck le  o f   th e  h an d ,   as sh o wn   in   Fig u r e  5 .           Fig u r e  5 .   Pictu r es sh o win g   th e   h an d   p er f o r m in g   th e  1 0   h an d   task s   in to   r ea l - s ce n ar io s   ex p er im en ts       3 . 6 .     M L   a pp lied in c la s s if ica t io n   T o   e v a l u a t e   t h e   a c c u r a c y   o f   t h e   a c q u i r e d   d a t a s et   i n   r e p r e s e n ti n g   o u r   t e n   a c t i v i t i es ,   S M L   cl as s i f i c a ti o n   h a s   b e e n   e m p l o y e d   t h r o u g h   t w o   c l a s s i f i c a t i o n   e x p e r i m e n t a l  p h a s e s .   T h e   i n i t i al   s t e p   i n v o lv e s   f o r e c a s t i n g   t h e  t a s k s   b a s e d   o n   r a w   d at a   t o   a s s e s s   t h e   ac c u r a c y   o f   t h e  r e a l - tim e   d a t a   ca p t u r e   i n   d e p ic t i n g   th e   H G s .   T h e   s e c o n d   p h a s e   p r e p r o c e s s es   t h e   d a t as et   [ 3 4 ] ,   a p p l y i n g   n o r m a l iz a t i o n   a n d   F E   t e c h n i q u es   [ 3 5 ] ,  [ 3 6 ]   t o   e n h a n c e   o u r   p r e d i c t i o n   p e r f o r m a n c e .   T h i s   en t a i ls   e v e n l y   d i v i d i n g   t h e   n o r m a l i z e d   d a t as e t ’ s   a x is   s i g n a ls   o v e r   a   t i m e   i n t e r v a l  a n d   t h e n   u s i n g   F E   m e t h o d s   o n   e a c h   s e g m e n t .   T h is   a l l o ws   u s   t o   e x t r a c t   a   n e w ,   r e d u c e d ,   a n d   m o r e   i n f o r m a t i v e  d a t a s et .   T h e   s i g n al s   we r e   s e g m e n t e d   i n t o   t w o - s e c o n d   i n t e r v a l s ,   e a c h   c o m p r is i n g   2 0   d i s cr e t e   s a m p le s   wi t h   a    10 - s a m p l e   o v e r l a p ,   a c q u i r e d   a t   a   r a t e   o f   0 . 0 1   s e c o n d s ,   c o r r es p o n d i n g   t o   a   s a m p l i n g   f r e q u e n cy   o f   1 0   H z .     3 . 6 . 1 .   F ea t ure  e x t ra ct i o n   FE  [ 3 5 ] ,   [ 3 6 ]   r e f er s   to   th e   p r o ce s s   o f   i d en tify in g   a n d   ex tr a ctin g   r elev a n t  f ea tu r es  f r o m   r aw  d ata  t o   cr ea te  a  m o r e  in f o r m ativ e  a n d   s im p ler   d ataset.   I t  aim s   to   r ed u ce   d ata  co m p le x ity   ( o f t en   k n o wn   as  “d ata  d im en s io n ality ”)   u s in g   s tatis tical  m eth o d s   wh ile  r etain in g   as  m u ch   r elev an t  in f o r m atio n   as  p o s s ib le  in   th e   o r ig in al  d ataset.   T h is   h elp s   to   im p r o v e   th e  p er f o r m a n ce   an d   ef f icien cy   o f   ML   alg o r ith m s   an d   s im p lify   th e   an aly s is   p r o ce s s .   I n   o u r   s tu d y ,   f o u r   s tatis tical  FE  tech n iq u es   wer e  u s ed   in   c lass if icatio n :  ar ith m etic  m ea n ,   m ax – m in   v alu es ,  r o o t m ea n   s q u ar e  ( R MS ) ,   an d   p r in ci p al  co m p o n en t a n aly s is   ( PC A)   [ 3 4 ] – [ 3 6 ] .   T h es e  tech n iq u es,  wh en   ap p lied   to g eth er ,   h elp   to   f o r m   a  r o b u s t  f ea tu r e  s et  th at  ac cu r ately   r ep r esen ts   th e  u n d er ly i n g   p atter n s   o f   h an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       E mb ed d ed   s ystems   a n d   a r tifi cia l in tellig en ce   fo r   en h a n ce d   h u ma n o id   r o b o tics   a p p lica ti o n s   ( Ja la l H d id )   1919   m o v em en ts   f o r   th e   class if icatio n .   Utilizin g   th ese  f ea tu r es  en s u r es  th at  ML   m o d els  ca n   m o r e   ef f ec tiv ely   in ter p r et  th e  d ata  a n d   d eliv e r   b etter   p er f o r m an ce   in   g estu r e  r e co g n itio n .   T h e  s ig n if ican ce   o f   th ese  f ea tu r es a n d   th eir   r o le  in   t h is   r esear ch   ar e  d escr ib ed   as f o llo ws:   a.   Ar ith m etic  m ea n :  it  is   th e  a v er ag e  v alu e  o v er   ea ch   tim e   in ter v al,   p r o v id in g   in s ig h t  i n to   th e  ce n tr al  ten d en cy   o f   ea ch   g estu r e.   I t g i v es a   clea r   in d icatio n   o f   th e   o v er all  m o v em en t t r en d   o f   th e   h an d .   b.   R MS:  i t  p r o v id es  in s ig h t  in t o   th e  o v er all  m a g n itu d e  a n d   en er g y   o f   th e  m o tio n   in   ea c h   d ata  s eg m en t,  id en tify in g   its   m o s t  r ec u r r en t  f o r m .   I t  is   cr itical  f o r   g e s tu r e  r ec o g n itio n   task s   wh er e  v ar iatio n s   in   m o v em en t i n ten s ity   ar e  s ig n if i ca n t.   c.   PC A:  i t  o b s er v es  co r r elatio n s   b etwe en   m o v em en t  p atter n s   in   ea ch   ax is   b in   an d   r ed u ce s   in f o r m atio n   co m p lex ity   wh ile  p r eser v in g   th e  m o s t sig n if ican t p atter n s   an d   en h a n cin g   c o m p u tatio n al  ef f icien cy .   d.   Max – Min   v al u es:  th ey   r ep r es en t  th e  h ig h est  an d   lo west  v al u es  o f   t h e  m o tio n   with in   ea ch   win d o w.   T h ey   o f f er   in s ig h ts   in to   th e  s p r ea d   o f   th e  m o v em en t,  wh ic h   ca n   b e   im p o r tan t  f o r   b o u n d ar y   d etec t io n   in   task s .     3 . 6 . 2 .   M L   m o dels   T h r o u g h   Py th o n   p r o g r a m m in g ,   ten   ML   m o d els  wer e  tr ain ed   o n   th e  d ataset  f o r   b o th   cla s s if icatio n   ex p er im en ts   u s in g   an   8 0 %  tr ain in g   s et  an d   test ed   o n   a  2 0 %  test in g   s et.   Yield in g   v ar y in g   a cc u r ac y   s co r es,  th e  r esu lts   will  b e  in ter p r eted   b y   co m p ar in g   th e   p e r f o r m an ce   o f   th e   two   e x p er im e n tal  class if icatio n   p h ases .   Fo r   m o r e  in - d ep t h   ev al u atio n   a n d   an aly s is ,   a  co n f u s io n   m atr ix   [ 4 3 ]   was  u tili ze d   to   g ain   d etail ed   in s ig h ts   in to   th e  h ig h est - p er f o r m in g   m o d el.   A d d itio n ally ,   cr o s s - v alid atio n   [ 4 4 ]   was  ap p lied   d u r in g   th e  t r ain in g   p r o ce s s   to   m itig ate  an y   p o ten tial  o v er f itt in g   [ 4 5 ]   i n   p r e d ictio n .   T h e  te n   ML   class if ier s   em p lo y e d   in clu d e  n aïv e   B ay es  ( NB ) ,   Ad aBo o s t  ( AB ) ,   m u lti - lay er   p er ce p tr o n   ( ML P),   r a n d o m   f o r est  ( R F),   s u p p o r t  v ec to r   m ac h in e  ( SVM) ,   d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R ) ,   XGBo o s t  ( X GB ) ,   k - n ea r est  n eig h b o r s   ( K NN) ,   an d   g r a d ien t   b o o s tin g   ( GB )   [ 4 6 ] .   T h ese  class if ier s   wer e  s elec ted   f o r   th eir   s u itab ilit y   in   m u lti - lab el  class if icatio n   task s ,   p ar ticu lar ly   th o s e  d ea lin g   with   d atasets   th at   co n tain   h ig h - d i m en s io n al  clu s ter s   o r   p atter n s ,   s u ch   as  th e   6 - a x is   HG  d ata  u s ed   in   th is   s tu d y   to   class if y   1 0   h an d   task s .       4.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   4 . 1 .     T he  o bta ined da t a s et   T h e  d ataset  c o m p r is es  3 - ax is   ac ce ler atio n s   (  ,  ,  )   an d   3 - a x is   v elo cities  (  ,  ,  )   as  i n p u t   v ar iab les  an d   th e  class   o f   ac ti v ities   s er v in g   as  th e   o u tc o m e  v ar iab le.   W ith   1 , 9 9 8   s am p les  allo ca ted   f o r   ea ch   task ,   th e  r aw  d ataset  co m p r is es  1 9 , 9 8 0   s am p les,  r esu ltin g   in   an   in p u t  m atr ix   X  o f   d im en s io n s   ( 1 9 , 9 8 0 ,   6 )   an d   an   o u tp u t  v ec to r   Y  o f   d im e n s io n s   ( 1 9 , 9 8 0 ,   1 ) .   Po s t - p r ep r o ce s s in g ,   th e  d ataset  was  r ed u ce d   to   3 1   r o ws  o r   win d o ws  an d   3 0   ax is   in p u ts   ( Me an ,   R MS,   PC A,   Ma x   an d   Min   p er   6 - ax is ) ,   in clu d i n g   9   class es  with   3   b in s   ea ch   an d   o n e  class   with   4   b in s .   In   T ab le  3 ,   th e  1 0   task s   ar e   d esig n ated   T 0 ,   T 1 ,   … ,   T 9 ,   an d   f o r   ML   tr ain in g   p u r p o s es,  th ey   ar e  en co d e d   an d   ca teg o r ized   b y   n u m e r ical  v a lu es r an g in g   f r o m   0   to   9 .       T ab le  3 .   T h e  1 0   h an d   task s   with   th eir   n am es a n d   en c o d ed   cl ass es   Ta sk   D e si g n a t i o n   C l a s ses   O p e n i n g / C l o si n g   a   d o o r   Lo c k i n g / U n l o c k i n g   a   l o c k   k e y   Ta p p i n g   k e y s   P o u r i n g   c u p s w i t h   c o f f e e   A r r a n g i n g   g l a ss  c u p s   C l e a n i n g   a   w i n d o w   P a n t i n g   a   w a l l   H a mm e r i n g   a   n a i l   S a w i n g   a   t u b e   Ti g h t e n i n g / L o o se n i n g   a   b o l t   T0   T1   T2   T3   T4   T5   T6   T7   T8   T9   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9       4 . 2 .     Cla s s if ica t io n per f o r m a nces   I n   th e  f ir s t  ex p er im en t,   class if icatio n   o n   th e   r aw  d ataset  ex h ib ited   p r o m is in g   p er f o r m a n ce   f o r   h alf   o f   th e  ten   class if ier s   as  s h o wn   i n   Fig u r e  6 .   Pre d ictio n   r esu lts   s h o w  h ig h   ac cu r ac y   s co r es  ( 8 0 % – 9 0 %)  o b tain ed   b y   th e   R F,  ML P,  DT ,   XGB,  a n d   GB   class if ier s ,   with   two   o f   th em   n ea r in g   9 0 %.  Me d iu m   s co r es  ( 5 3 % – 6 2 %)  wer e  o b tain ed   b y   th e   NB   an d   L R   class if ier s ,   an d   lo w  s co r es  ( 3 3 % – 4 7 %)  b y   AB ,   SVM,   an d   KNN.     I n   th e   s ec o n d   class if icatio n   t r ial  co n ce r n in g   d ataset  p r e p r o ce s s in g   as  s h o wn   i n   Fig u r e   7 ,   KNN   im p r o v e d   s ig n if ican tly   f r o m   4 6 . 7 %  to   9 2 . 6 3 %,  jo in in g   f iv e  o th er   to p   m o d els.  T h o s e  in clu d e  th e  XGB,  ML P,   DT ,   R F,  KNN,   an d   GB   clas s if ier s ,   ac h iev in g   h ig h   ac cu r ac y   s co r es  r an g in g   f r o m   8 7 . 4 1 %  to   9 4 . 1 1 %.  T h e  NB ,   SVM,   an d   L R   class if ier s   attain ed   m e d iu m   s co r es  b etwe en   6 0 . 8 1 %   an d   7 0 . 3 0 %,  w h ile  A B   r o s e  m o d estl y   to   4 9 . 5 7 %.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 9 1 2 - 1 9 2 3   1920       Fig u r e  6 .   C lass if icatio n   p er f o r m an ce   o n   th e  r aw  d ataset           Fig u r e  7 .   C lass if icatio n   p er f o r m an ce   o n   th e  p r e p r o ce s s ed   d at aset       T h e  p r e d ictio n   r esu lts   d em o n s tr ate  th at  m o s t  o f   th e   m o d els  p er f o r m ed   well  in   id e n t if y in g   o u r     1 0   class es,  wh er e  ea ch   m o d el   h ad   a  u n iq u e   in ter p r etatio n   o f   th e  g ath e r ed   d ataset.   Fiv e  m o d els  ( XGB,  ML P,  DT ,   R F,  an d   GB )   h av e  alr ea d y   s h o wn   p r o m is in g   r esu lts   o n   th e  r aw  d ataset  as  s h o wn   in   Fig u r e  6 ,   wh ile  f o u r   o th er   m o d els  ( SVM,   KNN,   L R ,   an d   NB )   h av e   s h o wn   m id d lin g   p er f o r m a n ce s .   Fo llo win g   d ata  p r e p r o ce s s in g   as  s h o wn   in   Fig u r e  7 ,   s ix   m o d els  ( XGB,  ML P,  DT ,   R F,  KNN,   an d   GB )   p r o v id ed   h ig h   p er f o r m a n ce s     ( 8 7 . 4 1 % – 9 4 . 1 1 %),   wh ile  th r e e  m o d els  ( NB ,   SVM,   an d   L R )   h ad   p er f o r m a n ce s   ab o v e  6 0 %.  Ad d itio n ally ,   th e  d ataset  h as  a  ce r tain   s tr u ctu r e   th at  wo r k s   well  f o r   m o s t  cla s s if ier s   b u t  n o t  s o   well  f o r   o th er s   d u e  to   th e  lo w   ac cu r ac y   r atin g s .   All  o f   th is   s h o ws  h o w  a  p r ec is e  d ataset   was  g ath er ed   a n d   tr ain e d   b y   ML   class if ier s   to   ac cu r ately   d ep ict  an d   p r ed ict   th e  g estu r es  u s ed   in   1 0   d if f er en t  h u m an   task s   with o u t  eith er   o v er f itti n g   o r   u n d er f itti n g   [ 4 5 ] .       4 . 3 .     M L P   co nfusi o n m a t rix   W h ile  all  s ix   class if ier s   d em o n s tr ated   h ig h ly   p r o m is in g   p e r f o r m an ce s ,   it  is   m o r e   p r ac tica l  to   s elec t  th e  b est - p er f o r m in g   m o d el  to   b e  im p lem e n ted   o n   t h e  Pico   an d   u s ed   f o r   f u t u r e  p r ed ictio n s .   I n   th is   ca s e,   th e   h ig h est  ac cu r ac y   is   9 4 . 1 1 %,  wh ich   is   ac h iev ed   b y   th e  ML P  class if ier .   I ts   co n f u s io n   m at r ix   [ 4 3 ]   in   T ab le  4   o f f er s   an   o v er v iew  o f   c o r r e ct  an d   in co r r ec t  p r ed ictio n s   f o r   ea ch   class   b y   ex p o s in g   p o ten tial  co n f u s io n   b etwe en   class es a n d   th e  p r ed ic tio n   s en s itiv ity   ( k n o wn   as T PR :  tr u e  p o s itiv e  r ate  o r   r ec all )  [ 4 3 ]   o f   ea ch   class .       T ab le  4 .   C o n f u s io n   m atr ix   f o r   th e  ML P  class if ier       P r e d i c t e d   c l a sses       T0   T1   T2   T3   T4   T5   T6   T7   T8   T9   TPR  ( %)   Tr u e   c l a sses   T0   3 6 0   4   4   4   9   2   12   2   4   3   9 0 . 6 0   T1   4   3 8 0   7   0   0   1   5   1   1   1   9 5 . 7 2   T2   2   1   3 7 6   3   3   2   3   4   5   0   9 4 . 3 4   T3   0   0   1   3 9 5   0   0   0   0   0   5   9 8 . 5 5   T4   0   2   2   0   3 8 5   0   0   0   6   5   9 6 . 4 5   T5   1   3   0   0   0   3 8 6   0   0   4   5   9 6 . 8 4   T6   3   2   8   0   3   0   3 6 5   2   3   1   9 4 . 6 9   T7   2   0   5   0   0   0   3   3 6 4   3   12   9 3 . 7 4   T8   2   1   1   1   3   2   1   2   3 8 1   3   9 5 . 9 7   T9   15   6   2   0   21   1   7   0   10   3 5 6   8 5 . 1 6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       E mb ed d ed   s ystems   a n d   a r tifi cia l in tellig en ce   fo r   en h a n ce d   h u ma n o id   r o b o tics   a p p lica ti o n s   ( Ja la l H d id )   1921   Alth o u g h   s o m e  co n f o u n d i n g   p o in ts   b etwe en   ce r tain   class es  wer e  o b s er v ed ,   th e  ML P  co n f u s io n   m atr ix   in   T a b le  4   d em o n s tr a tes  a  s atis f ac to r y   id en tific atio n   o f   th e  m aj o r ity   o f   p o in ts   a cr o s s   th e  ten   task   class es.  W h ile  ac co u n tin g   f o r   n o n - lin ea r   tr en d s ,   th e  m atr ix   also   h ig h lig h ts   a  f ew  p r o b le m atic  p o in ts   with in   th e  d ataset.   T h ese  is s u es  ar o s e  d u r i n g   t h e  ex ec u tio n   o f   task s   lik e  T 0 ,   T 4 ,   an d   T 9 ,   wh e r e  h an d   m o v em en ts   wer e  o cc asio n ally   u n s tead y   o r   s u b ject  to   v ib r atio n s   at  s p ec if ic  in s tan ce s .   No n eth eless ,   th e  T PR   v alu es  f o r   all   class es  in d icate   th at  th e  ML P  m o d el  p r e d icted   ea ch   task   in d iv id u ally   with   a  h i g h   p r ec is i o n   r ate.   Nin e  task s   wer e  p r ed icted   at  p r ec is io n   r ates  r an g in g   f r o m   9 0 . 6 0 %  to   9 8 . 5 5 %,  with   th e  ex ce p tio n   o f   T 9 ,   wh ich   was   p r ed icted   at  a  s lig h tly   lo wer   p r ec is io n   r ate  o f   8 5 . 1 6 %.  Ov er all,   th ese  r esu lts   u n d er s co r e  th e  ML P’s  ab ilit y   to   d is tin g u is h   ef f ec tiv ely   b etwe en   th e  ten   ac tiv ities ,   ac h iev in g   a  p er f o r m an ce   o f   9 4 . 1 1 % a s   th e  T PR   m ea n .       4 . 4 .     O utc o m es a nd   a na ly s is   T h e  r esu lts   d em o n s tr ate  th at  th e  co llected   d ataset  ef f ec tiv ely   r ep r esen ts   o u r   ten   d is tin ct  ac tiv ities   th at   wer e  ac cu r ately   class if ied   an d   r ec o g n ize d   b y   ML   m o d els.  On   th e  r aw  d ataset,   p r ed ictio n   ex h ib ited   s tr o n g   p er f o r m an ce   with   a  m ax im u m   ac cu r ac y   o f   8 9 %,  wh ile  p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es  f u r th er   en h an ce d   th e  p er f o r m an ce   to   a  m ax im u m   s co r e  o f   9 4 . 1 1 %.  T h e  ac h iev e m en t  o f   h ig h   o u tco m es  ca n   b e  attr ib u ted   to   th e   ca r ef u l  s elec tio n   o f   task s   an d   co n tr o lled   e x ec u tio n   o f   h an d   m o v em e n ts ,   with   th e  u s e  o f   s u itab le  em b ed d ed   to o ls   alo n g s id e  p er f o r m a n t  ML   m eth o d s .   T h is   h ig h lig h ts   th e  s u cc ess   o f   a  lo w - co s t  d ata  co llectio n   m eth o d o l o g y   i n   ac cu r ately   ca p tu r in g   a n d   p r ed ictin g   HG  d at a  f o r   HR   em b ed d ed   ML - b ased   ap p licatio n s .       5.   CO NCLU SI O N   I n   co n cl u s io n ,   th e  a p p licatio n   o f   ML   tec h n iq u es  in   o u r   lo w - co s t  d ata  co llectio n   s tr ate g y   y ield e d   f av o r a b le  r esu lts   in   id en tify in g   th e  ten   task   clas s es.  T h ese  o u tco m es  ca n   b e  f u r t h er   lev er ag ed   b y   tr ain in g   o n   n ew  d ata   an d   d e p lo y in g   th e   b est - p er f o r m in g   m o d els  o n   th e  Pico   as  em b e d d ed   ML   alg o r it h m s   f o r   r ea l - wo r l d   ap p licatio n s .   T h is   co u ld   s er v e   as  a  f o llo w - u p   to   th is   wo r k   f o r   a  n ew  p r o ject,   d em o n s tr atin g   th e  im p o r tan ce   o f   af f o r d a b le  em b e d d ed   d ev ices  f o r   ef f icien t  d ata  co llectio n   a n d   r eliab le  ML   p er f o r m an ce .   Fu tu r e  wo r k   co u ld   in v o lv e  ex p an d in g   th e  d atase t,  ex p lo r in g   ad d itio n al  AI   f e atu r es,  an d   test in g   d if f er e n t  ML   m o d els  ac r o s s   v ar io u s   r ea l - w o r ld   s ce n a r io s   t o   im p r o v e  g en er aliza b ilit y .   O v er all,   th is   r esear ch   lay s   a  s tr o n g   f o u n d atio n   f o r   ap p ly in g   s im ilar   m eth o d s   in   H R ,   in co r p o r atin g   ad v an ce d   M L   tech n iq u es  u s in g   ad d itio n al  to o ls .   T h e  ab ilit y   t o   ac cu r ately   r ec o g n ize   s p ec if ic  HG s   cr ea tes  o p p o r tu n ities   to   in teg r ate  s u ch   o f   o u r   ten   ac ti v ities   in to   r o b o tic   s y s tem s ,   ad v an cin g   au to m atio n   in   h u m a n - ass is tiv e  task s .   A  p r ac tical  e x am p le  is   u n d e r wate r   weld in g ,   wh ich   is   p er f o r m e d   u n d er   h i g h   p r ess u r e  in   o ce a n s .   W ell - tr ain ed   H R S  co u ld   ef f icien tly   ex ec u te  t h is   jo b ,   m itig atin g   r is k s   to   h u m an s   s u ch   as e lectr i c  s h o ck ,   d ec o m p r ess io n   s ick n ess ,   d r o wn in g ,   h ea r in g   lo s s ,   an d   h y p o th e r m ia.       ACK NO WL E DG E M E NT S   W e  wo u ld   lik e  t o   ex p r ess   o u r   ap p r ec iatio n   to   all  in d i v id u al s   an d   o r g an izatio n s   wh o   co n t r ib u ted   t o   th is   p r o ject.   Sp ec ial  t h an k s   to   th e  p r o f ess o r s   an d   s u p er v is o r s   at  Mo h am e d   1   Un iv er s ity   f o r   th eir   in v alu a b le  s u p p o r t  an d   g u id an ce .   W e  also   ex ten d   o u r   g r atitu d e   to   th e  E lectr o n ics  an d   I n s tr u m en tati o n   T ea m   f r o m   t h e   L ab o r ato r y   o f   E lectr o n ics  an d   Sy s tem s   f o r   th eir   co llab o r atio n   an d   in p u t.  Ad d itio n ally ,   w e  ac k n o wled g e  th e   ef f o r ts   o f   th e   Op er atio n al  R esear ch   an d   A p p lied   Statis tics   T ea m   f r o m   t h e  L ab o r ato r y   o f   A p p lied   Ma th em atics   o f   th e  Or ie n tal  f o r   th eir   d e d icatio n .   Fin ally ,   we  t h an k   o u r   f a m ilies ,   f r ien d s ,   a n d   c o lleag u es  f o r   th eir   u n wav er in g   s u p p o r t.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   S a e e d v a n d ,   M .   J a f a r i ,   H .   S .   A g h d a si ,   a n d   J.   B a l t e s,   “ A   c o m p r e h e n si v e   s u r v e y   o n   h u ma n o i d   r o b o t   d e v e l o p m e n t , ”   T h e   K n o w l e d g e   En g i n e e ri n g   R e v i e w ,   v o l .   3 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 7 / S 0 2 6 9 8 8 8 9 1 9 0 0 0 1 5 8 .   [ 2 ]   Y .   T o n g ,   H .   Li u ,   a n d   Z.   Z h a n g ,   “ A d v a n c e me n t s   i n   h u m a n o i d   r o b o t s :   a   c o mp r e h e n si v e   r e v i e w   a n d   f u t u r e   p r o sp e c t s , ”   I EEE / C A A   J o u rn a l   o f   Au t o m a t i c a   S i n i c a ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 ,   p p .   3 0 1 – 3 2 8 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JA S . 2 0 2 3 . 1 2 4 1 4 0 .   [ 3 ]   S .   A .   O k e ,   “ A   l i t e r a t u r e   r e v i e w   o n   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   I n f o rm a t i o n   a n d   M a n a g e m e n t   S c i e n c e s ,    v o l .   1 9 ,   n o .   4 ,   p p .   5 3 5 – 5 7 0 ,   2 0 0 8 .   [ 4 ]   A .   Jo s e p h ,   B .   C h r i st i a n ,   A .   A .   A b i o d u n ,   a n d   F .   O y a w a l e ,   “ A   r e v i e w   o n   h u ma n o i d   r o b o t i c s  i n   h e a l t h c a r e , ”   MA T EC   We b   o f   C o n f e re n c e s ,   v o l .   1 5 3 ,   p .   2 0 0 4 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 5 1 / mat e c c o n f / 2 0 1 8 1 5 3 0 2 0 0 4 .   [ 5 ]   J .   F o x   a n d   A .   G a m b i n o ,   “ R e l a t i o n s h i p   d e v e l o p m e n t   w i t h   h u m a n o i d   s o c i a l   r o b o t s :   A p p l y i n g   i n t e r p e r s o n a l   t h e o r i e s   t o   h u m a n - r o b o t   i n t e r a c t i o n , ”   C y b e r p s y c h o l o g y ,   B e h a v i o r ,   a n d   S o c i a l   N e t w o r k i n g ,   v o l .   2 4 ,   n o .   5 ,   p p .   2 9 4 – 2 9 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 9 / c y b e r . 2 0 2 0 . 0 1 8 1 .   [ 6 ]   K .   Y .   F o k ,   N .   G a n g a n a t h ,   C .   T .   C h e n g ,   a n d   C .   K .   Tse ,   “ A   r e a l - t i me  A S L  r e c o g n i t i o n   s y s t e m  u si n g   l e a p   m o t i o n   se n s o r s,”   i n   Pro c e e d i n g s  -   2 0 1 5   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C y b e r - En a b l e d   D i st r i b u t e d   C o m p u t i n g   a n d   K n o w l e d g e   D i sc o v e ry,   C y b e r C   2 0 1 5 ,  S e p .   2 0 1 5 ,   p p .   4 1 1 – 4 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C y b e r C . 2 0 1 5 . 8 1 .   [ 7 ]   V .   N a st e s k i ,   “ A n   o v e r v i e w   o f   t h e   su p e r v i se d   ma c h i n e   l e a r n i n g   me t h o d s,”   H o r i zo n s. B ,   v o l .   4 ,   p p .   5 1 – 6 2 ,   D e c .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 2 0 5 4 4 / h o r i z o n s. b . 0 4 . 1 . 1 7 . p 0 5 .   [ 8 ]   C .   C .   H si e h ,   D .   H .   L i o u ,   a n d   D .   L e e ,   “ A   r e a l   t i me   h a n d   g e st u r e   r e c o g n i t i o n   sy s t e m   u si n g   m o t i o n   h i st o r y   i ma g e , ”   i n   I C S P S   2 0 1 0   -   Pro c e e d i n g s  o f   t h e   2 0 1 0   2 n d   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S i g n a l   Pr o c e ss i n g   S y st e m s ,   J u l .   2 0 1 0 ,   v o l .   2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S P S . 2 0 1 0 . 5 5 5 5 4 6 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.