Detection of Talking in Respiratory Signals: A Feasibility Study Using Machine Learning and Wearable Textile-Based Sensors
Notice bibliographique
Résumé
Social isolation and loneliness are major health concerns in young and older people. Traditional approaches to monitor the level of social interaction rely on self-reports. The goal of this study was to investigate if wearable textile-based sensors can be used to accurately detect if the user is talking as a future indicator of social interaction. In a laboratory study, fifteen healthy young participants were asked to talk while performing daily activities such as sitting, standing and walking. It is known that the breathing pattern differs significantly between normal and speech breathing (i.e., talking). We integrated resistive stretch sensors into wearable elastic bands, with a future integration into clothing in mind, to record the expansion and contraction of the chest and abdomen while breathing. We developed an algorithm incorporating machine learning and evaluated its performance in distinguishing between periods of talking and non-talking. In an intra-subject analysis, our algorithm detected talking with an average accuracy of 85%. The highest accuracy of 88% was achieved during sitting and the lowest accuracy of 80.6% during walking. Complete segments of talking were correctly identified with 96% accuracy. From the evaluated machine learning algorithms, the random forest classifier performed best on our dataset. We demonstrate that wearable textile-based sensors in combination with machine learning can be used to detect when the user is talking. In the future, this approach may be used as an indicator of social interaction to prevent social isolation and loneliness.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».