贫困的休息习惯已被鉴定为肌肉骨骼疾病的危险因素,尤其是老年人,残疾人,办公室工人。在目前的计算机化世界中,即使在参与休闲或工作活动时,人们也倾向于花费大部分时间坐在电脑桌前。这可能导致脊柱疼痛和相关问题。因此,一种提醒人们对休息习惯的手段,并为逆损提供建议,如体育锻炼,这是重要的。由于大多数作品侧重于常设姿势,坐姿的姿势识别并没有受到足够的关注。可穿戴传感器,压力或力传感器,视频和图像用于文献中的姿势识别。本研究的目的是通过分析从座椅和靠背的32个压力传感器的椅子上的椅子收集的数据来构建机器学习模型。模型是使用五种算法建造的:随机森林(RF),高斯NA \“IVE Bayes,Logistic回归,支持向量机和深神经网络(DNN)。使用KFOLD交叉验证技术进行评估所有模型。本文提出了实验使用两种单独的数据集,受控和现实进行,并讨论在六个坐姿分类的结果。在受控和现实数据集中分别实现了98%和97%的平均分类精度。
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人们的个人卫生习惯在每日生活方式中照顾身体和健康的状况。保持良好的卫生习惯不仅减少了患疾病的机会,而且还可以降低社区中传播疾病的风险。鉴于目前的大流行,每天的习惯,例如洗手或定期淋浴,在人们中至关重要,尤其是对于单独生活在家里或辅助生活设施中的老年人。本文提出了一个新颖的非侵入性框架,用于使用我们采用机器学习技术的振动传感器监测人卫生。该方法基于地球通传感器,数字化器和实用外壳中具有成本效益的计算机板的组合。监测日常卫生常规可能有助于医疗保健专业人员积极主动,而不是反应性,以识别和控制社区内潜在暴发的传播。实验结果表明,将支持向量机(SVM)用于二元分类,在不同卫生习惯的分类中表现出约95%的有希望的准确性。此外,基于树的分类器(随机福雷斯特和决策树)通过实现最高精度(100%)优于其他模型,这意味着可以使用振动和非侵入性传感器对卫生事件进行分类,以监测卫生活动。
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医疗保健是人类生活的重要方面。大流行后,在医疗保健中使用技术的流形增加了。文献中提出的基于物联网的系统和设备可以帮助老年人,儿童和成人面临/经历健康问题。本文详尽地回顾了39个基于可穿戴的数据集,这些数据集可用于评估系统以识别日常生活和跌倒活动。使用五种机器学习方法,即逻辑回归,线性判别分析,K-Nearest邻居,决策树和幼稚的贝叶斯对SIFFALL数据集进行比较分析。数据集以两种方式进行修改,首先使用数据集中存在的所有属性,并以二进制形式标记。第二,计算三个轴(x,y,z)的三个轴(x,y,z)的幅度,然后计算出用于标签属性的实验。实验是对一个受试者,十个受试者和所有受试者进行的,并在准确性,精度和召回方面进行比较。从这项研究中获得的结果证明,KNN在准确性,精度和召回方面胜过其他机器学习方法。还可以得出结论,数据个性化提高了准确性。
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了解人类行为是一项重要的任务,并且在许多领域(例如针对性的广告,健康分析,安全和娱乐等)都有应用。为此,设计活动识别系统(AR)很重要。但是,由于每个人都可以具有不同的行为,因此理解和分析共同模式成为一项艰巨的任务。由于现代世界中的每个人都很容易获得智能手机,因此使用它们来跟踪人类活动变得可能是可能的。在本文中,我们通过构建Android移动应用程序的Android智能手机的加速度计,磁力计和陀螺仪传感器提取了不同的人类活动。使用不同的社交媒体应用程序,例如Facebook,Instagram,WhatsApp和Twitter,我们提取了原始传感器值以及$ 29 $主题的属性及其属性(类标签),例如年龄,性别,左/右/右/双手的应用使用情况。我们从原始信号中提取功能,并使用它们使用不同的机器学习(ML)算法进行分类。使用统计分析,我们显示了不同特征对类标签预测的重要性。最后,我们在数据上使用训练有素的ML模型来从UCI存储库中众所周知的活动识别数据中提取未知功能,该数据突出了使用ML模型的隐私漏洞的潜力。这种安全分析可以帮助研究人员将来采取适当的步骤来保护人类受试者的隐私。
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搅拌是痴呆症患病率高的神经精神症状之一,可以对日常生活(ADL)的活动产生负面影响,以及个体的独立性。检测搅拌剧集可以帮助提前及时地提供痴呆症(PLWD)的人们。分析搅拌剧集还将有助于识别可修改的因素,例如环境温度和睡眠中的睡眠,导致个体搅动。这项初步研究提出了一种监督学习模型,用于分析PLWD中搅动风险,使用家庭监控数据。家庭监控数据包括来自2019年4月2021年4月至6月至6月20日至6月20日至6月至6月间PLWD的运动传感器,生理测量和厨房电器的使用。我们应用经常性的深度学习模型,以识别验证和记录的临床监测团队验证和记录的搅拌集团。我们提出了评估拟议模型的功效的实验。拟议的模型平均召回79.78%的召回,27.66%的精确度和37.64%的F1分数在采用最佳参数时得分,表明识别搅动事件的良好能力。我们还使用机器学习模型讨论使用连续监测数据分析行为模式,并探索临床适用性以及敏感性和特异性监控应用之间的选择。
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To increase the quality of citizens' lives, we designed a personalized smart chair system to recognize sitting behaviors. The system can receive surface pressure data from the designed sensor and provide feedback for guiding the user towards proper sitting postures. We used a liquid state machine and a logistic regression classifier to construct a spiking neural network for classifying 15 sitting postures. To allow this system to read our pressure data into the spiking neurons, we designed an algorithm to encode map-like data into cosine-rank sparsity data. The experimental results consisting of 15 sitting postures from 19 participants show that the prediction precision of our SNN is 88.52%.
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全球2019百万人被感染,450万失去了持续的Covid-19大流行病。直到疫苗变得广泛的可用,预防措施和安全措施,如戴着面具,身体疏远,避免面对面触摸是一些抑制病毒传播的主要手段。脸部触摸是一种强迫性的人Begvior,在不进行持续派生的情况下,不能防止,即使那么它是不可避免的。为了解决这个问题,我们设计了一种基于SmartWatch的解决方案,Covidalert,利用了随机森林算法,从SmartWatch训练了加速度计和陀螺数据,以检测到面部的手动转换,并向用户发送快速触觉警报。 Covidalert是高能量的,因为它使用STA / LTA算法作为网守,在用户处于非活动状态时缩短手表上随机林模型的使用。我们的系统的整体准确性为88.4%,具有低假阴性和误报。我们还通过在商业化石Gen 5 Smartwatch上实现了系统的活力。
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夫妻通常在一起管理慢性疾病,管理层对患者及其浪漫伴侣造成了情感上的伤害。因此,认识到日常生活中每个伴侣的情绪可以提供对他们在慢性疾病管理中的情感健康的见解。当前,评估每个伴侣的情绪的过程是手动,时间密集和昂贵的。尽管夫妻之间存在着关于情感识别的作品,但这些作品都没有使用夫妻在日常生活中的互动中收集的数据。在这项工作中,我们收集了85小时(1,021个5分钟样本)现实世界多模式智能手表传感器数据(语音,心率,加速度计和陀螺仪)和自我报告的情绪数据(n = 612)(13个伙伴)(13)夫妻)在日常生活中管理2型糖尿病。我们提取了生理,运动,声学和语言特征,以及训练有素的机器学习模型(支持向量机和随机森林),以识别每个伴侣的自我报告的情绪(价和唤醒)。我们最佳模型的结果比偶然的结果更好,唤醒和价值分别为63.8%和78.1%。这项工作有助于建立自动情绪识别系统,最终使伙伴能够监视他们在日常生活中的情绪,并能够提供干预措施以改善其情感幸福感。
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Stress has a great effect on people's lives that can not be understated. While it can be good, since it helps humans to adapt to new and different situations, it can also be harmful when not dealt with properly, leading to chronic stress. The objective of this paper is developing a stress monitoring solution, that can be used in real life, while being able to tackle this challenge in a positive way. The SMILE data set was provided to team Anxolotl, and all it was needed was to develop a robust model. We developed a supervised learning model for classification in Python, presenting the final result of 64.1% in accuracy and a f1-score of 54.96%. The resulting solution stood the robustness test, presenting low variation between runs, which was a major point for it's possible integration in the Anxolotl app in the future.
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Recent research has demonstrated the capability of behavior signals captured by smartphones and wearables for longitudinal behavior modeling. However, there is a lack of a comprehensive public dataset that serves as an open testbed for fair comparison among algorithms. Moreover, prior studies mainly evaluate algorithms using data from a single population within a short period, without measuring the cross-dataset generalizability of these algorithms. We present the first multi-year passive sensing datasets, containing over 700 user-years and 497 unique users' data collected from mobile and wearable sensors, together with a wide range of well-being metrics. Our datasets can support multiple cross-dataset evaluations of behavior modeling algorithms' generalizability across different users and years. As a starting point, we provide the benchmark results of 18 algorithms on the task of depression detection. Our results indicate that both prior depression detection algorithms and domain generalization techniques show potential but need further research to achieve adequate cross-dataset generalizability. We envision our multi-year datasets can support the ML community in developing generalizable longitudinal behavior modeling algorithms.
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痴呆症是一种神经精神脑障碍,通常会在一个或多个脑细胞停止部分或根本停止工作时发生。在疾病的早期阶段诊断这种疾病是从不良后果中挽救生命并为他们提供更好的医疗保健的至关重要的任务。事实证明,机器学习方法在预测疾病早期痴呆症方面是准确的。痴呆的预测在很大程度上取决于通常从归一化的全脑体积(NWBV)和地图集缩放系数(ASF)收集的收集数据类型,这些数据通常测量并从磁共振成像(MRIS)中进行校正。年龄和性别等其他生物学特征也可以帮助诊断痴呆症。尽管许多研究使用机器学习来预测痴呆症,但我们无法就这些方法的稳定性得出结论,而这些方法在不同的实验条件下更准确。因此,本文研究了有关痴呆预测的机器学习算法的性能的结论稳定性。为此,使用7种机器学习算法和两种功能还原算法,即信息增益(IG)和主成分分析(PCA)进行大量实验。为了检查这些算法的稳定性,IG的特征选择阈值从20%更改为100%,PCA尺寸从2到8。这导致了7x9 + 7x7 = 112实验。在每个实验中,都记录了各种分类评估数据。获得的结果表明,在七种算法中,支持向量机和天真的贝叶斯是最稳定的算法,同时更改选择阈值。同样,发现使用IG似乎比使用PCA预测痴呆症更有效。
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由于照顾不断增长的老年人口的医疗和财务需求,对跌倒的及时可靠发现是一个大型且快速增长的研究领域。在过去的20年中,高质量硬件(高质量传感器和AI微芯片)和软件(机器学习算法)技术的可用性通过为开发人员提供开发此类系统的功能,从而成为这项研究的催化剂。这项研究开发了多个应用组件,以研究秋季检测系统的发展挑战和选择,并为未来的研究提供材料。使用此方法开发的智能应用程序通过秋季检测模型实验和模型移动部署的结果验证。总体上表现最好的模型是标准化的RESNET152,并带有2S窗口尺寸的调整数据集,可实现92.8%的AUC,7.28%的灵敏度和98.33%的特异性。鉴于这些结果很明显,加速度计和心电图传感器对秋季检测有益,并允许跌倒和其他活动之间的歧视。由于所得数据集中确定的弱点,这项研究为改进的空间留下了很大的改进空间。这些改进包括在跌落的临界阶段使用标签协议,增加数据集样品的数量,改善测试主题表示形式,并通过频域预处理进行实验。
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人体步态是指不仅代表活动能力的每日运动,而且还可以用人类观察者或计算机来识别步行者。最近的研究表明,步态甚至传达了有关沃克情绪的信息。不同情绪状态中的个体可能显示出不同的步态模式。各种情绪和步态模式之间的映射为自动情绪识别提供了新的来源。与传统的情绪检测生物识别技术(例如面部表达,言语和生理参数)相比,步态是可以观察到的,更难以模仿,并且需要从该主题中进行较少的合作。这些优势使步态成为情感检测的有前途的来源。本文回顾了有关基于步态的情绪检测的当前研究,尤其是关于步态参数如何受到不同情绪状态的影响以及如何通过不同的步态模式识别情绪状态的研究。我们专注于情感识别过程中应用的详细方法和技术:数据收集,预处理和分类。最后,我们讨论了使用智能计算和大数据的最先进技术的状态来讨论高效有效的基于步态的情感识别的可能发展。
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当人体的各种参数在日常生活中立即监测并与物联网(IoT)相连时,医疗保健数字化需要有效的人类传感器方法。特别是,用于迅速诊断COVID-19的机器学习(ML)传感器是医疗保健和环境援助生活(AAL)的物联网应用的一个重要案例(AAL)。通过各种诊断测试和成像结果确定Covid-19的感染状态是昂贵且耗时的。这项研究的目的是基于常规的血值(RBV)值,为诊断CoVID-19的快速,可靠和经济的替代工具提供了一种。该研究的数据集由总共5296例患者组成,具有相同数量的阴性和阳性Covid-19测试结果和51个常规血值。在这项研究中,13个流行的分类器机器学习模型和LogNnet神经网络模型被逐渐消失。在检测疾病的时间和准确性方面,最成功的分类器模型是基于直方图的梯度提升(HGB)。 HGB分类器确定了11个最重要的特征(LDL,胆固醇,HDL-C,MCHC,甘油三酸酯,淀粉酶,UA,LDH,CK-MB,ALP和MCH),以100%准确性检测该疾病,学习时间6.39秒。此外,讨论了这些特征在疾病诊断中的单,双重和三组合的重要性。我们建议将这11个特征及其组合用作诊断疾病的ML传感器的重要生物标志物,从而支持Arduino和云物联网服务上的边缘计算。
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如今,乳腺癌已成为近年来最突出的死亡原因之一。在所有恶性肿瘤中,这是全球妇女最常见和主要的死亡原因。手动诊断这种疾病需要大量的时间和专业知识。乳腺癌的检测是耗时的,并且可以通过开发基于机器的乳腺癌预测来减少疾病的传播。在机器学习中,系统可以从先前的实例中学习,并使用各种统计,概率和优化方法从嘈杂或复杂的数据集中找到难以检测的模式。这项工作比较了几种机器学习算法的分类准确性,精度,灵敏度和新近收集的数据集的特异性。在这种工作决策树,随机森林,逻辑回归,天真的贝叶斯和XGBoost中,已经实施了这五种机器学习方法,以在我们的数据集中获得最佳性能。这项研究的重点是找到最佳的算法,该算法可以预测乳腺癌,以最高的准确性。这项工作在效率和有效性方面评估了每种算法数据分类的质量。并与该领域的其他已发表工作相比。实施模型后,本研究达到了最佳模型准确性,在随机森林和XGBoost上达到94%。
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步行是人类陆地运动的最常见模式之一。步行对于人类进行大多数日常活动至关重要。当一个人走路时,其中有一个模式,被称为步态。步态分析用于体育和医疗保健。我们可以以不同的方式分析该步态,例如使用监视摄像机捕获的视频或在实验室环境中的深度图像摄像机。它也可以通过可穿戴传感器识别。例如,加速度计,力传感器,陀螺仪,柔性旋转仪,磁电阻传感​​器,电磁跟踪系统,力传感器和肌电图(EMG)。通过这些传感器进行分析需要实验室条件,否则用户必须佩戴这些传感器。为了检测人的步态作用异常,我们需要分别合并传感器。我们可以在发现后通过异常步态知道自己的健康状况。了解常规的步态与异常步态可能会使用智能可穿戴技术对受试者的健康状况有所了解。因此,在本文中,我们提出了一种通过智能手机传感器分析异常步态的方法。尽管如今,大多数人都使用了智能手机和智能手表等智能设备。因此,我们可以使用这些智能可穿戴设备的传感器来追踪他们的步态。
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心脏病已成为对人类生活产生重大影响的最严重疾病之一。在过去的十年中,它已成为全球人民死亡的主要原因之一。为了防止患者进一步损害,准确地诊断为心脏病是一个重要因素。最近,我们看到了非侵入性医学程序的用法,例如医学领域的基于人工智能的技术。专门的机器学习采用了多种算法和技术,这些算法和技术被广泛使用,并且在较少的时间以诊断心脏病的准确诊断非常有用。但是,对心脏病的预测并不是一件容易的事。医疗数据集的规模不断增加,使从业者了解复杂的特征关系并做出疾病预测是一项复杂的任务。因此,这项研究的目的是从高度维数据集中确定最重要的风险因素,这有助于对心脏病的准确分类,并减少并发症。为了进行更广泛的分析,我们使用了具有各种医学特征的两个心脏病数据集。基准模型的分类结果证明,相关特征对分类精度产生了很大的影响。即使功能减少,与在全功能集中训练的模型相比,分类模型的性能随着训练时间的减少而显着提高。
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医学互联网是最近在医学方面的技术进步,对提供对健康指标的实时监控非常有帮助。本文提出了一种无创的物联网系统,该系统跟踪患者的情绪,尤其是患有自闭症谱系障碍的情绪。通过一些负担得起的传感器和云计算服务,对个人的心率进行监测和分析,以研究不同情绪每分钟汗水和心跳的变化的影响。在个人的正常休息条件下,建议的系统可以使用机器学习算法检测正确的情绪,其精度最高为92%。拟议方法的结果与医学物联网中最先进的解决方案相当。
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智能制造系统以越来越多的速度部署,因为它们能够解释各种各样的感知信息并根据系统观察收集的知识采取行动。在许多情况下,智能制造系统的主要目标是快速检测(或预期)失败以降低运营成本并消除停机时间。这通常归结为检测从系统中获取的传感器日期内的异常。智能制造应用域构成了某些显着的技术挑战。特别是,通常有多种具有不同功能和成本的传感器。传感器数据特性随环境或机器的操作点而变化,例如电动机的RPM。因此,必须在工作点附近校准异常检测过程。在本文中,我们分析了从制造测试台部署的传感器中的四个数据集。我们评估了几种基于传统和ML的预测模型的性能,以预测传感器数据的时间序列。然后,考虑到一种传感器的稀疏数据,我们从高数据速率传感器中执行传输学习来执行缺陷类型分类。综上所述,我们表明可以实现预测性故障分类,从而为预测维护铺平了道路。
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人类行为越来越多地在移动设备上捕获,从而增加了对自动人类活动识别的兴趣。但是,现有数据集通常由脚本运动组成。我们的长期目标是在自然环境中执行移动活动识别。我们收集一个数据集,以支持与下游任务(例如健康监测和干预)相关的活动类别。由于人类行为中存在巨大的差异,因此我们收集了两个不同年龄段的许多参与者的数据。由于人类行为会随着时间的流逝而改变,因此我们还在一个月的时间内收集参与者的数据以捕捉时间漂移。我们假设移动活动识别可以受益于无监督的域适应算法。为了满足这一需求并检验这一假设,我们分析了整个人和整个时间的域适应性的性能。然后,我们通过对比度学习来增强无监督的域适应性,并在可用标签比例时进行弱监督。该数据集可在https://github.com/wsu-casas/smartwatch-data上找到
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