Modelo de Aprendizado de Máquina para Avaliação Automática do Desenvolvimento Motor Grosso em Crianças utilizando Posenet

Modelo de Aprendizado de Máquina para Avaliação Automática do Desenvolvimento Motor Grosso em Crianças utilizando Posenet

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0375.2023.v44.48131

Palavras-chave:

avaliação automática, aprendizado de máquina, desenvolvimento motor, TGMD-3

Resumo

As habilidades motoras grossas são atividades que envolvem os grandes músculos do corpo humano como sentar, saltar e correr. O Test of Gross Motor Development, ou TGMD, é um teste muito utilizado por pesquisadores, pediatras, fisioterapeutas e educadores de diversos países para avaliar essas habilidades em crianças na faixa etária de 3 até 11 anos. Parte importante do teste é que o movimento executado pelas crianças precisa ser gravado e avaliado por dois ou mais profissionais. O processo de avaliação é trabalhoso e leva tempo, sendo sua automatização um dos principais pontos a serem desenvolvidos. Nos últimos anos, têm sido propostos métodos para automatizar a avaliação dos movimentos de acordo com os critérios do TGMD. A hipótese investigada neste trabalho é a de que é possível induzir um modelo de machine learning para identificar se o movimento da criança está correto, considerando apenas o primeiro critério da habilidade de salto do TGMD-3. Para isso, foi extraído o esqueleto das crianças utilizando o PoseNet. Foi utilizado um dataset de 350 imagens de crianças brasileiras entre 3 e 11 anos realizando o movimento preparatório para o salto. Os resultados experimentais mostram uma acurácia de 84%

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Biografia do Autor

Edson Luiz Pilati Filho, Universidade Estadual de Londrina - UEL

Departamento de Ciência da Computação, Universidade Estadual de Londrina, Londrina, Paraná, Brasil.

Rodrigo Martins de Oliveira Spinosa, Universidade Estadual de Londrina - UEL

Prof. Dr., Departamento de Design, Universidade Estadual de Londrina, Londrina, Paraná, Brasil.

Jacques Duílio Brancher, Universidade Estadual de Londrina - UEL

Prof. Dr., Departamento de Ciência da Computação, Universidade Estadual de Londrina, Londrina, Paraná, Brasil

Referências

Abadi, M., Agarwal, A., Barham, P., Brevdo, E., Chen, Z., Citro, C., Corrado, G., Davis, A., Dean, J., Devin, M., Ghemawat, S., Goodfellow, I., Harp, A., Irving, G., Isard, M., Jia, Y., Jozefowicz, R., Kaiser, L., Kudlur, M., . . . Zheng, X. (2015). TensorFlow: Large-Scale Machine Learning on Heterogeneous Systems. Arxiv.

Bisi, M., Pacini Panebianco, G., Polman, R., & Stagni, R. (2017). Objective assessment of movement competence in children using wearable sensors: An instrumented version of the TGMD-2 locomotor subtest. Gait & Posture, 56, 42–48. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2017.04.025

Clark, J. E. (2005). From the Beginning: A Developmental Perspective on Movement and Mobility. Quest, 57, 37–45. DOI: https://doi.org/10.1080/00336297.2005.10491841

Estimativa de pose humana em tempo real no navegador com TensorFlow.js. (2018). TensorFlow.

Gallahue, D., Ozmun, J., & Goodway, J. (2013). Compreendendo o desenvolvimento motor-: bebês, crianças, adolescentes e adultos. AMGH Editora.

Gonzalez, S., Alvarez, V., & Nelson, E. (2019). Do Gross and Fine Motor Skills Differentially Contribute to Language Outcomes? A Systematic Review. Frontiers In Psychology, 10, 1–16. DOI: https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.02670

Henderson, S., Sugden, D., & Barnett, A. (2007). Movement assessment battery for children. (2nd. ed.). APA Psyc. DOI: https://doi.org/10.1037/t55281-000

Jo, B., & Kim, S. (2022). Comparative analysis of openpose, posenet, and movenet models for pose estimation in mobile devices. Traitement du Signal, 39(14), 119–124. DOI: https://doi.org/10.18280/ts.390111

Kiphard, E., & Schilling, V. (1974). KöperKoordinationstest für kinder KTK. Weinheim: Beltz Test.

Lin, T.-Y., Maire, M., Belongie, S., Hays, J., Perona, P., Ramanan, D., Dollár, P., & Zitnick, L. (2014). Microsoft COCO: Common Objects in Context. In D. Fleet, T. Pajdla, B. Schiele, & T. Tuytelaars (Eds.). Computer Vision – ECCV 2014 (pp. 740-755, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 8693). Springer Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-10602-1_48

Manoel, E., & Connolly, K. (1995). Variability and the development of skilled actions. International Journal Of Psychophysiology, 19, 129–147. DOI: https://doi.org/10.1016/0167-8760(94)00078-S

Marques, I., Santos, C., & Medina-Papst, J. (2017). Teste de desenvolvimento motor para educação física escolar.

Pedregosa, F., Varoquaux, G., Gramfort, A., Michel, V., Thirion, B., Grisel, O., Blondel, M., Prettenhofer, P., Weiss, R., Dubourg, V., Vanderplas, J., Passos, A., Cournapeau, D., Brucher, M., Perrot, M., & Duchesnay, E. (2011). Scikit-learn: Machine Learning in Python. Journal Of Machine Learning Research, 12, 2825–2830.

Rosa Neto, F. (2002). Manual de avaliação motora. Artmed.

Spinosa, R. M. d. O. (2019). Demonstração digital de habilidades motoras aplicada à instrumentos de valiação do desenvolvimento motor [Doctoral dissertation, Universidade Estadual de Londrina]. Biblioteca Digital. http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000222135

Suzuki, S., Amemiya, Y., & Sato, M. (2019). Enhancement of gross-motor action recognition for children by cnn with openpose. In Institute of Electrical and Electronics Engineers, IECON 2019 [Conference]. 45th Annual Conference of The IEEE Industrial Electronics Society, Lisbon, Portugal. DOI: https://doi.org/10.1109/IECON.2019.8927828

Suzuki, S., Amemiya, Y., & Sato, M. (2020). Enhancement of child gross-motor action recognition by motional time-series images conversion. In Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), [Symposium]. Honolulu, HI, USA. DOI: https://doi.org/10.1109/SII46433.2020.9025833

Suzuki, S., Amemiya, Y., & Sato, M. (2021). Skeletonbased visualization of poor body movements in a child’s gross-motor assessment using convolutional auto-encoder. In Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE International Conference on Mechatronics (ICM) [Conference]. Kashiwa, Japan. DOI: https://doi.org/10.1109/ICM46511.2021.9385618

Ulrich, D. (2000). The test of gross motor development. PRO-ED.

Ulrich, D. (2017). Introduction to the Special Section: Evaluation of the Psychometric Properties of the TGMD-3. Journal Of Motor Learning and Development, 5, 1–4. DOI: https://doi.org/10.1123/jmld.2017-0020

Valentini, N., Zanella, L., & Webster, E. (2017). Test of Gross Motor Development—Third Edition: Establishing Content and Construct Validity for Brazilian Children. Journal of Motor Learning and Development, 5, 15–28. DOI: https://doi.org/10.1123/jmld.2016-0002

Publicado

2023-10-10

Como Citar

Pilati Filho, E. L., Spinosa, R. M. de O., & Brancher, J. D. (2023). Modelo de Aprendizado de Máquina para Avaliação Automática do Desenvolvimento Motor Grosso em Crianças utilizando Posenet. Semina: Ciências Exatas E Tecnológicas, 44, e48131. https://doi.org/10.5433/1679-0375.2023.v44.48131

Edição

Seção

Ciência da Computação

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