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Type: TCC
Title: Explorando os movimentos das mãos como interface para controlar computadores: Um protótipo utilizando o microcontrolador ESP32
Authors: Farias, Maria Eline Silva de
Advisor: Fernandes, Carlos Alexandre Rolim
Keywords in Brazilian Portuguese : Reconhecimento de gestos das mãos;ESP32;Acelerômetro;Giroscópio;Aprendizado de máquina
Keywords in English : Hand gesture recognition;Gyroscope;Accelerometer;Machine learning
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Issue Date: 2024
Citation: FARIAS, Maria Eline Silva de. Explorando os movimentos das mãos como interface para controlar computadores: Um protótipo utilizando o microcontrolador ESP32. 2024. 52 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) – Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: Este trabalho apresenta o desenvolvimento do protótipo de um sistema para o reconhecimento de gestos das mãos como interface para controlar computadores. O dispositivo utiliza sensores MPU-6050 para a captura dos dados de movimento, sendo então processados por um microcontrolador ESP32. Para o acoplamento dos componentes, foram confeccionadas peças personalizadas em uma impressora 3D, abordagem escolhida para tentar garantir o máximo de conforto e flexibilidade para os usuários. O processo de coleta de dados envolveu quatro usuários realizando seis diferentes movimentos das mãos, resultando em um conjunto de dados composto por 1.440 gestos. Diversos classificadores foram avaliados para determinar a eficácia do sistema, incluindo Random Forest (RF), Multilayer Perceptron (MLP), Extreme Gradient Boosting (XGBOOST) e Support Vector Machine (SVM). O classificador SVM, configurado com kernel Radial Basis Function (RBF) e com a aplicação da Principal Component Analysis (PCA), alcançou uma acurácia média de 95,14%, indicando uma boa capacidade de generalização do modelo e a eficácia da redução de dimensionalidade em melhorar o desempenho. Os resultados obtidos demonstram o potencial do sistema desenvolvido para o controle de computadores baseados em gestos, oferecendo uma alternativa promissora para interações humano-computador mais intuitivas e acessíveis.
Abstract: This work presents the development of a prototype system for gesture recognition as an interface to control computers. The device utilizes MPU-6050 sensors to capture motion data, which is then processed by an ESP32 microcontroller. Customized components were crafted using a 3D printer to assemble the device, a method chosen to ensure maximum comfort and flexibility for users. The data collection process involved four users performing six different hand movements, resulting in a dataset composed of 1,440 gestures. Various classifiers were evaluated to determine the system’s effectiveness, including Random Forest (RF), Multilayer Perceptron (MLP), Extreme Gradient Boosting (XGBOOST), and Support Vector Machine (SVM). The SVM classifier, configured with a Radial Basis Function (RBF) kernel and with the application of Principal Component Analysis (PCA), achieved an average accuracy of 95.14%, indicating a good generalization capability of the model and the effectiveness of dimensionality reduction in improving performance. The results obtained demonstrate the potential of the developed system for gesture-based computer control, offering a promising alternative for more intuitive and accessible human-computer interactions.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78455
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0490328898443587
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9933-9930
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4292868742453389
Access Rights: Acesso Aberto
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