Energy expenditure prediction in preschool children: a machine learning approach using accelerometry and external validation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Objective. This study aimed to develop convolutional neural networks (CNNs) models to predict the energy expenditure (EE) of children from raw accelerometer data. Additionally, this study sought to external validation of the CNN models in addition to the linear regression (LM), random forest (RF), and full connected neural network (FcNN) models published in Steenbock et al (2019 J. Meas. Phys. Behav. 2 94–102). Approach. Included in this study were 41 German children (3.0–6.99 years) for the training and internal validation who were equipped with GENEActiv, GT3X+, and activPAL accelerometers. The external validation dataset consisted of 39 Canadian children (3.0–5.99 years) that were equipped with OPAL, GT9X, GENEActiv, and GT3X+ accelerometers. EE was recorded simultaneously in both datasets using a portable metabolic unit. The protocols consisted of a semi-structured activities ranging from low to high intensities. The root mean square error (RMSE) values were calculated and used to evaluate model performances. Main results. (1) The CNNs outperformed the LM (13.17%–23.81% lower mean RMSE values), FcNN (8.13%–27.27% lower RMSE values) and the RF models (3.59%–18.84% lower RMSE values) in the internal dataset. (2) In contrast, it was found that when applied to the external Canadian dataset, the CNN models had consistently higher RMSE values compared to the LM, FcNN, and RF. Significance. Although CNNs can enhance EE prediction accuracy, their ability to generalize to new datasets and accelerometer brands/models, is more limited compared to LM, RF, and FcNN models.
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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 | 0,003 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
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 ».