研究人員提出了用于活動(dòng)檢測(cè)可穿戴設(shè)備的AI框架

活動(dòng)檢測(cè)可穿戴設(shè)備并不完全新穎 - Apple Watch，F(xiàn)itbit的健身可穿戴設(shè)備陣容，以及運(yùn)行Google WearOS解釋動(dòng)作的無(wú)數(shù)智能手表，以確定您是慢跑而不是走路。但是，許多基于其功能的算法模型需要大量人工生成的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并且如果沒(méi)有手工標(biāo)記，通常他們無(wú)法使用該數(shù)據(jù)。

幸運(yùn)的是，馬薩諸塞州阿默斯特大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種節(jié)省勞力的解決方案，他們說(shuō)這可以節(jié)省寶貴的時(shí)間。在預(yù)印本服務(wù)器Arxiv.org上發(fā)表的一篇論文(“ 基于少量學(xué)習(xí)的人類活動(dòng)識(shí)別 ”)中，他們描述了幾種學(xué)習(xí)技術(shù) - 一種用少量標(biāo)記的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)教授AI模型的技術(shù)。從相關(guān)任務(wù)轉(zhuǎn)移知識(shí) - 針對(duì)基于可穿戴傳感器的活動(dòng)識(shí)別進(jìn)行了優(yōu)化。

“由于獲取......活動(dòng)數(shù)據(jù)的高成本以及活動(dòng)模式之間普遍存在的相似性，從現(xiàn)有活動(dòng)識(shí)別模型借用信息比收集更多數(shù)據(jù)以從頭開始訓(xùn)練新模型更有效率只有少數(shù)數(shù)據(jù)是可用于模型訓(xùn)練，“該論文的作者寫道?！疤岢龅膸状稳梭w活動(dòng)識(shí)別方法利用深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行特征提取和分類，而知識(shí)傳遞則以模型參數(shù)傳遞的方式進(jìn)行?！?/p>

具體而言，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)框架 - 少數(shù)人類活動(dòng)識(shí)別(FSHAR) - 包括三個(gè)步驟。首先，深度學(xué)習(xí)模型 - 特別是長(zhǎng)期短期記憶(LSTM)網(wǎng)絡(luò)，一種可以捕獲長(zhǎng)期依賴性的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) - 將低級(jí)傳感器輸入轉(zhuǎn)換為高級(jí)語(yǔ)義信息，用樣本進(jìn)行訓(xùn)練。接下來(lái)，從數(shù)學(xué)上辨別出與學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)(或任務(wù))相關(guān)或有幫助的數(shù)據(jù)，并將其與不相關(guān)的數(shù)據(jù)分開。最后，網(wǎng)絡(luò)的參數(shù) - 即從歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)中機(jī)器學(xué)習(xí)的變量 - 在它們被傳送到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)之前被微調(diào)。

為了驗(yàn)證他們的方法，研究人員使用來(lái)自兩個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集的331個(gè)樣本進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：機(jī)會(huì)活動(dòng)識(shí)別數(shù)據(jù)集(OPP)，其中包括來(lái)自四個(gè)參與者的共同廚房活動(dòng)，其中可穿戴傳感器記錄在五個(gè)不同的運(yùn)行中，以及身體活動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)設(shè)置(PAMAP2)，包括來(lái)自9個(gè)可穿戴設(shè)備參與者的12個(gè)家庭和鍛煉活動(dòng)。

與基線相比，他們聲稱FSHAR方法“幾乎總能”達(dá)到最佳性能。

他們寫道：“通過(guò)提出的框架，即使每個(gè)班級(jí)只有很少的培訓(xùn)樣本，也可以實(shí)現(xiàn)滿足人類活動(dòng)識(shí)別結(jié)果?！?“實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，框架優(yōu)于沒(méi)有知識(shí)轉(zhuǎn)移的方法，或者只傳遞特征提取器的知識(shí)?！?/p>