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Enregistrement W4400171867 · doi:10.2196/57097

Recognition of Daily Activities in Adults With Wearable Inertial Sensors: Deep Learning Methods Study

2024· article· en· W4400171867 sur OpenAlexvenueno aff
Alberto de Ramón-Fernández, Daniel Ruíz Fernández, Miguel García-Jaén, Juan M. Cortell-Tormo

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueContext-Aware Activity Recognition Systems
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésActivities of daily livingWearable computerPhysical medicine and rehabilitationAutonomyRehabilitationAffect (linguistics)Objectivity (philosophy)Quality of life (healthcare)PsychologyWearable technologyComputer scienceApplied psychologyMedicinePhysical therapyCommunication

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Activities of daily living (ADL) are essential for independence and personal well-being, reflecting an individual's functional status. Impairment in executing these tasks can limit autonomy and negatively affect quality of life. The assessment of physical function during ADL is crucial for the prevention and rehabilitation of movement limitations. Still, its traditional evaluation based on subjective observation has limitations in precision and objectivity. OBJECTIVE: The primary objective of this study is to use innovative technology, specifically wearable inertial sensors combined with artificial intelligence techniques, to objectively and accurately evaluate human performance in ADL. It is proposed to overcome the limitations of traditional methods by implementing systems that allow dynamic and noninvasive monitoring of movements during daily activities. The approach seeks to provide an effective tool for the early detection of dysfunctions and the personalization of treatment and rehabilitation plans, thus promoting an improvement in the quality of life of individuals. METHODS: To monitor movements, wearable inertial sensors were developed, which include accelerometers and triaxial gyroscopes. The developed sensors were used to create a proprietary database with 6 movements related to the shoulder and 3 related to the back. We registered 53,165 activity records in the database (consisting of accelerometer and gyroscope measurements), which were reduced to 52,600 after processing to remove null or abnormal values. Finally, 4 deep learning (DL) models were created by combining various processing layers to explore different approaches in ADL recognition. RESULTS: -score ranging between 95% and 97% for all classes and an average loss of 0.10. These results indicate the great capacity of the models to accurately identify a variety of activities, with a good balance between precision and recall. Both the convolutional and bidirectional approaches achieved slightly superior results, although the bidirectional model reached convergence in a smaller number of epochs. CONCLUSIONS: The DL models implemented have demonstrated solid performance, indicating an effective ability to identify and classify various daily activities related to the shoulder and lumbar region. These results were achieved with minimal sensorization-being noninvasive and practically imperceptible to the user-which does not affect their daily routine and promotes acceptance and adherence to continuous monitoring, thus improving the reliability of the data collected. This research has the potential to have a significant impact on the clinical evaluation and rehabilitation of patients with movement limitations, by providing an objective and advanced tool to detect key movement patterns and joint dysfunctions.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,026
Tête enseignante GPT0,327
Écart entre enseignants0,301 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations9
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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