Enhancing Human Activity Recognition in Smart Homes with Self-Supervised Learning and Self-Attention
Notice bibliographique
Résumé
Deep learning models have gained prominence in human activity recognition using ambient sensors, particularly for telemonitoring older adults' daily activities in real-world scenarios. However, collecting large volumes of annotated sensor data presents a formidable challenge, given the time-consuming and costly nature of traditional manual annotation methods, especially for extensive projects. In response to this challenge, we propose a novel AttCLHAR model rooted in the self-supervised learning framework SimCLR and augmented with a self-attention mechanism. This model is designed for human activity recognition utilizing ambient sensor data, tailored explicitly for scenarios with limited or no annotations. AttCLHAR encompasses unsupervised pre-training and fine-tuning phases, sharing a common encoder module with two convolutional layers and a long short-term memory (LSTM) layer. The output is further connected to a self-attention layer, allowing the model to selectively focus on different input sequence segments. The incorporation of sharpness-aware minimization (SAM) aims to enhance model generalization by penalizing loss sharpness. The pre-training phase focuses on learning representative features from abundant unlabeled data, capturing both spatial and temporal dependencies in the sensor data. It facilitates the extraction of informative features for subsequent fine-tuning tasks. We extensively evaluated the AttCLHAR model using three CASAS smart home datasets (Aruba-1, Aruba-2, and Milan). We compared its performance against the SimCLR framework, SimCLR with SAM, and SimCLR with the self-attention layer. The experimental results demonstrate the superior performance of our approach, especially in semi-supervised and transfer learning scenarios. It outperforms existing models, marking a significant advancement in using self-supervised learning to extract valuable insights from unlabeled ambient sensor data in real-world environments.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 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) | 0,001 | 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 ».