近年来,WiFi成为在室内找到一个人或设备的主要信息来源。将RSSI值作为具有已知位置的参考测量值(称为WiFi指纹打印),通常用于文献中出现的各种定位方法和算法中。但是,测量给定的WiFi指纹组之间的空间距离受到选择为地理空间距离建模的信号距离函数的选择。在这项研究中,作者提出了对机器学习的利用,以改善指纹之间的地理空间距离的估计。这项研究检查了从13个不同的开放数据集收集的数据,以提供广泛的表示,目的是用于任何室内环境中的通用模型。提出的新方法通过通过功能选择过程来检查一组常用的信号距离指标来提取数据特征,该过程包括特征分析和遗传算法。为了证明该研究的输出是独立的,所有模型均在培训和验证阶段在先前排除的数据集上进行了测试。最后,使用各种评估指标比较了各种机器学习算法,包括能够将测试床扩展到现实世界未经请求的数据集的能力。
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设备识别是保护IoT设备网络的一种方法,该设备随后可以从网络中隔离被识别为可疑的设备。在这项研究中,我们提出了一种基于机器学习的方法IotDevid,该方法通过其网络数据包的特征来识别设备。通过使用严格的功能分析和选择过程,我们的研究为建模设备行为提供了可推广和现实的方法,从而在两个公共数据集中实现了高预测精度。该模型的基础功能集显示出比用于设备识别的现有功能集更具预测性,并且显示出在功能选择过程中概括为看不见的数据。与大多数现有的物联网设备识别方法不同,IotDevid能够使用非IP和低能协议来检测设备。
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全球导航卫星系统通常在城市环境中表现较差,在城市环境中,设备和卫星之间的视线条件的可能性很低,因此需要替代的定位方法才能良好准确。我们提出了Locunet:用于本地化任务的卷积,端到端训练的神经网络,能够从少数基站(BSS)的接收信号强度(RSS)中估算用户的位置。在提出的方法中,要本地化的用户只需将测量的RSS报告给可能位于云中的中央处理单元。使用BSS和RSS测量值的Pathloss无线电图的估计,Locunet可以以最先进的精度定位用户,并在无线电图估计中享有高度鲁棒性。所提出的方法不需要对新环境进行预采样,并且适用于实时应用。此外,提供了两个新颖的数据集,可以在现实的城市环境中对RSS和TOA方法进行数值评估,并为研究社区公开提供。通过使用这些数据集,我们还提供了密集的城市场景中最先进的RSS和基于TOA的方法的公平比较,并以数值显示Locunet优于所有比较方法。
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基于机器学习的室内定位引起了学院和行业的越来越多的关注,因为可以从参考数据中提取有意义的信息。许多研究人员正在使用受监督,半监督和无监督的机器学习模型来减少定位错误并为最终用户提供可靠的解决方案。在本文中,我们通过结合卷积神经网络(CNN),长期记忆(LSTM)和生成对抗网络(GAN)来提出一种新的体系结构,以增加训练数据并提高位置准确性。在17个公共数据集中对受监督和无监督模型的建议组合进行了测试,从而对其性能进行了广泛的分析。结果,超过70%的定位误差已减少。
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血浆定义为物质的第四个状态,在高电场下可以在大气压下产生非热血浆。现在众所周知,血浆激活液体(PAL)的强和广谱抗菌作用。机器学习(ML)在医疗领域的可靠适用性也鼓励其在等离子体医学领域的应用。因此,在PALS上的ML应用可以提出一种新的观点,以更好地了解各种参数对其抗菌作用的影响。在本文中,通过使用先前获得的数据来定性预测PAL的体外抗菌活性,从而介绍了比较监督的ML模型。进行了文献搜索,并从33个相关文章中收集了数据。在所需的预处理步骤之后,将两种监督的ML方法(即分类和回归)应用于数据以获得微生物灭活(MI)预测。对于分类,MI分为四类,对于回归,MI被用作连续变量。为分类和回归模型进行了两种不同的可靠交叉验证策略,以评估所提出的方法。重复分层的K折交叉验证和K折交叉验证。我们还研究了不同特征对模型的影响。结果表明,高参数优化的随机森林分类器(ORFC)和随机森林回归者(ORFR)分别比其他模型进行了分类和回归的模型更好。最后,获得ORFC的最佳测试精度为82.68%,ORFR的R2为0.75。 ML技术可能有助于更好地理解在所需的抗菌作用中具有主要作用的血浆参数。此外,此类发现可能有助于将来的血浆剂量定义。
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从户外移动到现代城市的室内生活方式越来越越来越大。大型购物中心,室内运动综合体,工厂和仓库的出现正在加速这种趋势。在这种环境中,室内本地化成为必要的服务之一,并且要部署的室内定位系统应该足够可扩展,以覆盖这些室内设施的预期扩展。室内定位最经济和实用的方法之一是Wi-Fi指纹识别,它使用移动设备(例如智能手机)利用广泛部署的Wi-Fi网络,而无需任何修改现有基础架构。传统的Wi-Fi指纹窗格依赖于复杂的数据预/后处理和耗时的手动参数调整。在本文中,我们使用Wi-Fi指纹识别基于经常性神经网络(RNN)提出了基于经常性神经网络(RNN)的分层多建筑和多层室内定位,无需复杂的数据预/后处理并且参数调谐较少。所提出的方案中的RNN以一般到特定的一个(例如,建筑物 - >楼层 - >位置)以顺序方式估计位置,以利用多建筑物和多层环境中定位的分层性质。 ujiindoorloc数据集的实验结果表明,所提出的方案分别估计建筑物和地板,分别具有100%和95.24%的精度,并提供了8.62米的三维定位误差,这优于现有的基于神经网络的基于深度基于神经网络的方案。
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第五代(5G)网络和超越设想巨大的东西互联网(物联网)推出,以支持延长现实(XR),增强/虚拟现实(AR / VR),工业自动化,自主驾驶和智能所有带来的破坏性应用一起占用射频(RF)频谱的大规模和多样化的IOT设备。随着频谱嘎嘎和吞吐量挑战,这种大规模的无线设备暴露了前所未有的威胁表面。 RF指纹识别是预约的作为候选技术,可以与加密和零信任安全措施相结合,以确保无线网络中的数据隐私,机密性和完整性。在未来的通信网络中,在这项工作中,在未来的通信网络中的相关性,我们对RF指纹识别方法进行了全面的调查,从传统观点到最近的基于深度学习(DL)的算法。现有的调查大多专注于无线指纹方法的受限制呈现,然而,许多方面仍然是不可能的。然而,在这项工作中,我们通过解决信号智能(SIGINT),应用程序,相关DL算法,RF指纹技术的系统文献综述来缓解这一点,跨越过去二十年的RF指纹技术的系统文献综述,对数据集和潜在研究途径的讨论 - 必须以百科全书的方式阐明读者的必要条件。
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Network intrusion detection systems (NIDSs) play an important role in computer network security. There are several detection mechanisms where anomaly-based automated detection outperforms others significantly. Amid the sophistication and growing number of attacks, dealing with large amounts of data is a recognized issue in the development of anomaly-based NIDS. However, do current models meet the needs of today's networks in terms of required accuracy and dependability? In this research, we propose a new hybrid model that combines machine learning and deep learning to increase detection rates while securing dependability. Our proposed method ensures efficient pre-processing by combining SMOTE for data balancing and XGBoost for feature selection. We compared our developed method to various machine learning and deep learning algorithms to find a more efficient algorithm to implement in the pipeline. Furthermore, we chose the most effective model for network intrusion based on a set of benchmarked performance analysis criteria. Our method produces excellent results when tested on two datasets, KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, with an accuracy of 99.99% and 100% for KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, respectively, and no overfitting or Type-1 and Type-2 issues.
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Industrial Internet of Things (IoT) systems increasingly rely on wireless communication standards. In a common industrial scenario, indoor wireless IoT devices communicate with access points to deliver data collected from industrial sensors, robots and factory machines. Due to static or quasi-static locations of IoT devices and access points, historical observations of IoT device channel conditions provide a possibility to precisely identify the device without observing its traditional identifiers (e.g., MAC or IP address). Such device identification methods based on wireless fingerprinting gained increased attention lately as an additional cyber-security mechanism for critical IoT infrastructures. In this paper, we perform a systematic study of a large class of machine learning algorithms for device identification using wireless fingerprints for the most popular cellular and Wi-Fi IoT technologies. We design, implement, deploy, collect relevant data sets, train and test a multitude of machine learning algorithms, as a part of the complete end-to-end solution design for device identification via wireless fingerprinting. The proposed solution is currently being deployed in a real-world industrial IoT environment as part of H2020 project COLLABS.
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基于智能体育场馆的各种无线指纹位置算法,提出了一种高精度和快速的室内位置算法改进了加权K-最近邻(I-WKNN)。为了满足体育场馆的复杂环境和高速抽样的需求,本文提出了用于离线和在线阶段的AP选择算法。基于智能场地信号强度分布的特性,提出了一种非对称高斯滤波器算法。本文介绍了定位算法在智能体育场系统中的应用,完成了体育场的数据采集和实时定位。与传统的WKNN和KNN算法相比,I-WKNN算法在指纹定位数据库处理中具有优势,环境噪声适应性,实时定位精度和定位速度等。实验结果表明,I-WKNN算法具有明显的优势定位复杂噪声环境中的精度和定位时间,并在智能体育场中具有明显的应用潜力。
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本文提出了一个多功能的跨学科框架,为个性化的环境辅助生活做出了四项科学贡献,其特定重点是满足智能生活环境未来各种衰老人群的不同和动态需求。首先,它提出了一种基于概率推理的数学方法,以对这些环境中多个用户的用户多样性产生的任何活动建模所有可能的用户交互形式。其次,它提出了一种系统,该系统将这种方法与机器学习方法一起使用,以建模单个用户配置文件和特定用户的用户交互,以检测每个特定用户的动态室内位置。第三,为了满足开发高度准确的室内本地化系统以增加信任,依赖和无缝的用户接受,该框架引入了一种新颖的方法,其中两种增强方法梯度增强和Adaboost算法都集成并用于基于决策树的基于决策树学习模型以执行室内定位。第四,该框架引入了两个新型功能,以在检测每个用户的特定地点的位置以及跟踪特定用户是否位于基于多层室内的特定空间区域内还是外部,以提供室内本地化的语义上下文。环境。这些新型框架的新功能是在与本地化相关的大数据数据集中测试的,这些数据集从18个不同的用户收集的数据集中,这些用户在3个建筑物中导航,该建筑物由5层和254个室内空间区域组成。结果表明,与对普通用户建模的传统方法相比,对每个特定用户建模的个性化AAL的这种室内定位方法始终达到更高的准确性。
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近年来,随着传感器和智能设备的广泛传播,物联网(IoT)系统的数据生成速度已大大增加。在物联网系统中,必须经常处理,转换和分析大量数据,以实现各种物联网服务和功能。机器学习(ML)方法已显示出其物联网数据分析的能力。但是,将ML模型应用于物联网数据分析任务仍然面临许多困难和挑战,特别是有效的模型选择,设计/调整和更新,这给经验丰富的数据科学家带来了巨大的需求。此外,物联网数据的动态性质可能引入概念漂移问题,从而导致模型性能降解。为了减少人类的努力,自动化机器学习(AUTOML)已成为一个流行的领域,旨在自动选择,构建,调整和更新机器学习模型,以在指定任务上实现最佳性能。在本文中,我们对Automl区域中模型选择,调整和更新过程中的现有方法进行了审查,以识别和总结将ML算法应用于IoT数据分析的每个步骤的最佳解决方案。为了证明我们的发现并帮助工业用户和研究人员更好地实施汽车方法,在这项工作中提出了将汽车应用于IoT异常检测问题的案例研究。最后,我们讨论并分类了该领域的挑战和研究方向。
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规划自行车共享站的布局是一个复杂的过程,特别是在刚刚实施自行车共享系统的城市。城市规划者通常必须根据公开可用的数据并私下提供来自管理的数据,然后使用现场流行的位置分配模型。较小城市的许多城市可能难以招聘专家进行此类规划。本文提出了一种新的解决方案来简化和促进通过使用空间嵌入方法来实现这种规划的过程。仅基于来自OpenStreetMap的公开数据,以及来自欧洲34个城市的站布局,已经开发了一种使用优步H3离散全球电网系统将城市分成微区域的方法,并指示其值得放置站的区域在不同城市使用转移学习的现有系统。工作的结果是在规划驻地布局的决策中支持规划者的机制,以选择参考城市。
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鉴于无线频谱的有限性和对无线通信最近的技术突破产生的频谱使用不断增加的需求,干扰问题仍在继续持续存在。尽管最近解决干涉问题的进步,但干扰仍然呈现出有效使用频谱的挑战。这部分是由于Wi-Fi的无许可和管理共享乐队使用的升高,长期演进(LTE)未许可(LTE-U),LTE许可辅助访问(LAA),5G NR等机会主义频谱访问解决方案。因此,需要对干扰稳健的有效频谱使用方案的需求从未如此重要。在过去,通过使用避免技术以及非AI缓解方法(例如,自适应滤波器)来解决问题的大多数解决方案。非AI技术的关键缺陷是需要提取或开发信号特征的域专业知识,例如CycrationArity,带宽和干扰信号的调制。最近,研究人员已成功探索了AI / ML的物理(PHY)层技术,尤其是深度学习,可减少或补偿干扰信号,而不是简单地避免它。 ML基于ML的方法的潜在思想是学习来自数据的干扰或干扰特性,从而使需要对抑制干扰的域专业知识进行侧联。在本文中,我们审查了广泛的技术,这些技术已经深入了解抑制干扰。我们为干扰抑制中许多不同类型的深度学习技术提供比较和指导。此外,我们突出了在干扰抑制中成功采用深度学习的挑战和潜在的未来研究方向。
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包括机器学习在内的计算分析方法对基因组学和医学领域具有重大影响。高通量基因表达分析方法,例如微阵列技术和RNA测序产生大量数据。传统上,统计方法用于基因表达数据的比较分析。但是,针对样品观察分类或发现特征基因的分类的更复杂的分析需要复杂的计算方法。在这篇综述中,我们编译了用于分析表达微阵列数据的各种统计和计算工具。即使在表达微阵列的背景下讨论了这些方法,也可以将它们应用于RNA测序和定量蛋白质组学数据集的分析。我们讨论缺失价值的类型以及其插补中通常采用的方法和方法。我们还讨论了数据归一化,特征选择和特征提取的方法。最后,详细描述了分类和类发现方法及其评估参数。我们认为,这项详细的审查将帮助用户根据预期结果选择适当的方法来预处理和分析其数据。
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冠状质量弹出(CME)是最地理化的空间天气现象,与大型地磁风暴有关,有可能引起电信,卫星网络中断,电网损失和故障的干扰。因此,考虑到这些风暴对人类活动的潜在影响,对CME的地理效果的准确预测至关重要。这项工作着重于在接近太阳CME的白光冠状动脉数据集中训练的不同机器学习方法,以估计这种新爆发的弹出是否有可能诱导地磁活动。我们使用逻辑回归,k-nearest邻居,支持向量机,向前的人工神经网络以及整体模型开发了二进制分类模型。目前,我们限制了我们的预测专门使用太阳能发作参数,以确保延长警告时间。我们讨论了这项任务的主要挑战,即我们数据集中的地理填充和无效事件的数量以及它们的众多相似之处以及可用变量数量有限的极端失衡。我们表明,即使在这种情况下,这些模型也可以达到足够的命中率。
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手写数字识别(HDR)是光学特征识别(OCR)领域中最具挑战性的任务之一。不管语言如何,HDR都存在一些固有的挑战,这主要是由于个人跨个人的写作风格的变化,编写媒介和环境的变化,无法在反复编写任何数字等时保持相同的笔触。除此之外,特定语言数字的结构复杂性可能会导致HDR的模棱两可。多年来,研究人员开发了许多离线和在线HDR管道,其中不同的图像处理技术与传统的机器学习(ML)基于基于的和/或基于深度学习(DL)的体系结构相结合。尽管文献中存在有关HDR的广泛审查研究的证据,例如:英语,阿拉伯语,印度,法尔西,中文等,但几乎没有对孟加拉人HDR(BHDR)的调查,这缺乏对孟加拉语HDR(BHDR)的研究,而这些调查缺乏对孟加拉语HDR(BHDR)的研究。挑战,基础识别过程以及可能的未来方向。在本文中,已经分析了孟加拉语手写数字的特征和固有的歧义,以及二十年来最先进的数据集的全面见解和离线BHDR的方法。此外,还详细讨论了一些涉及BHDR的现实应用特定研究。本文还将作为对离线BHDR背后科学感兴趣的研究人员的汇编,煽动了对相关研究的新途径的探索,这可能会进一步导致在不同应用领域对孟加拉语手写数字进行更好的离线认识。
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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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在室内和GPS拒绝环境中的无线移动设备或机器人的本地化是一个难题,特别是在传统摄像机和基于LIDAR的替代感测和本地化模式可能失败的动态场景中。我们提出了一种用于估计移动机器人的位置与在环境中部署的静态无线传感器节点(WSN)相关的方法。该方法采用新的粒子滤波器,其使用在到达方向(DOA)估计的高斯概率与移动机器人的移动模型结合使用的高斯概率来更新其权重。通过广泛的模拟和公共现实世界测量数据集,在准确性和计算效率方面评估和验证所提出的方法,与标准的最先进的本地化方法相比。结果显示了通过高计算效率平衡的高仪表级定位精度,使其能够在线使用,而无需为基于典型指纹的定位算法中的专用离线阶段使用。
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低成本毫米波(MMWAVE)通信和雷达设备的商业可用性开始提高消费市场中这种技术的渗透,为第五代(5G)的大规模和致密的部署铺平了道路(5G) - 而且以及6G网络。同时,普遍存在MMWAVE访问将使设备定位和无设备的感测,以前所未有的精度,特别是对于Sub-6 GHz商业级设备。本文使用MMWAVE通信和雷达设备在基于设备的定位和无设备感应中进行了现有技术的调查,重点是室内部署。我们首先概述关于MMWAVE信号传播和系统设计的关键概念。然后,我们提供了MMWaves启用的本地化和感应方法和算法的详细说明。我们考虑了在我们的分析中的几个方面,包括每个工作的主要目标,技术和性能,每个研究是否达到了一定程度的实现,并且该硬件平台用于此目的。我们通过讨论消费者级设备的更好算法,密集部署的数据融合方法以及机器学习方法的受过教育应用是有前途,相关和及时的研究方向的结论。
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