A Proof-of-Concept of Ultra-Edge Smart IoT Sensor: A Continuous and Lightweight Arrhythmia Monitoring Approach
Notice bibliographique
Résumé
Due to the proliferation of the Internet of Things (IoT), the IoT devices are becoming utilized at the edge network at a much higher rate. Conventionally, the IoT devices lack the computation resources required for carrying out ultra-edge analytics. In this paper, we go beyond the typical edge analytics paradigm, which is mostly limited to user-smartphones, and investigate how to embed intelligence into the ultra-edge IoT sensors. To conceptualize the smart IoT sensors with enhanced intelligence, we select the arrhythmia detection task employing Electrocardiogram (ECG) trace as one of the mobile health (mHealth) cases. The existing approaches are not feasible for ultra-edge IoT sensors due to the extensive noise-filtering and manual feature extraction phase. Hence, in this paper, to facilitate the analytics, we propose a Deep Learning-based Lightweight Arrhythmia Classification (DL-LAC) method, which employs only single-lead ECG trace and does not require noise-filtering and manual feature extraction steps. As the proposed technique, we design a one-dimensional Convolutional Neural Network (CNN) architecture. Complying with the ANSI/AAMI EC57:1998 standard, four heartbeat types are taken into consideration as class labels. The efficiency and the generalization ability of the proposed model are evaluated, employing four different datasets from PhysioNet. The experimental results demonstrate that the proposed DL method outperforms traditional methods such as the Delay Differential Equation (DDE)-based optimization, K-Nearest Neighbor (KNN), and Random Forest (RF). The proposed DL-LAC illustrates encouraging performance in terms of time and memory requirement when the trained model is transferred to virtualized microcontrollers connected to IoT sensors.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».