Exploring the Application of Pattern Recognition and Machine Learning for Identifying Movement Phenotypes During Deep Squat and Hurdle Step Movements
Notice bibliographique
Résumé
Background: Movement screens are increasingly used in sport and rehabilitation to evaluate movement competency. However, common screens are often evaluated using subjective visual detection of a priori prescribed discrete movement features (e.g. spine angle at maximum squat depth) and may not account for whole-body movement coordination, or associations between different discrete features. Objective: To apply pattern recognition and machine learning techniques to identify whole-body movement pattern phenotypes during the performance of exemplar functional movement screening tasks; the deep squat and hurdle step. Additionally, we also aimed to compare how discrete kinematic measures, commonly used to score movement competency, differed between emergent groups identified via pattern recognition and machine learning. Methods: Principal component analysis was applied to 3-dimensional (3D) trajectory data from participant’s deep squat (DS) and hurdle step performance, identifying emerging features that describe orthogonal modes of inter-trial variance in the data. A gaussian mixture model (GMM) was fit and used to cluster the principal component scores as an unsupervised machine learning approach to identify emergent movement phenotypes. Between group features were analyzed using a one-way ANOVA to determine if the objective classifications were significantly different from one another. Results: Three clusters (i.e. phenotypes) emerged for the DS and right hurdle step (RHS) and 4 phenotypes emerged for the left hurdle step (LHS). Selected discrete points commonly used to score DS and hurdle step movements were different between emergent groups. In regard to the select discrete kinematic measures, 4 out of 5, 7 out of 7 and 4 out of 7, demonstrated a main effect (p < 0.05) between phenotypes for the DS, RHS, and LHS respectively. Conclusions: Findings support that whole-body movement analysis, pattern recognition and machine learning techniques can objectively identify movement behavior phenotypes without the need to a priori prescribe movement features. However, we also highlight important considerations that can influence outcomes when using machine learning for this purpose.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».