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Enregistrement W4414749338 · doi:10.3390/s25196082

Personalized Smart Home Automation Using Machine Learning: Predicting User Activities

2025· article· en· W4414749338 sur OpenAlexaff
Mohamed Z. Gad, Walaa Gad, Tamer Abdelkader, Kshirasagar Naik

Notice bibliographique

RevueSensors · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueSmart Grid Energy Management
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHome automationAdaptabilitySoftware deploymentActivity recognitionAutomationBoosting (machine learning)Enhanced Data Rates for GSM EvolutionSoftwareField (mathematics)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

A personalized framework for smart home automation is introduced, utilizing machine learning to predict user activities and allow for the context-aware control of living spaces. Predicting user activities, such as 'Watch_TV', 'Sleep', 'Work_On_Computer', and 'Cook_Dinner', is essential for improving occupant comfort, optimizing energy consumption, and offering proactive support in smart home settings. The Edge Light Human Activity Recognition Predictor, or EL-HARP, is the main prediction model used in this framework to predict user behavior. The system combines open-source software for real-time sensing, facial recognition, and appliance control with affordable hardware, including the Raspberry Pi 5, ESP32-CAM, Tuya smart switches, NFC (Near Field Communication), and ultrasonic sensors. In order to predict daily user activities, three gradient-boosting models-XGBoost, CatBoost, and LightGBM (Gradient Boosting Models)-are trained for each household using engineered features and past behaviour patterns. Using extended temporal features, LightGBM in particular achieves strong predictive performance within EL-HARP. The framework is optimized for edge deployment with efficient training, regularization, and class imbalance handling. A fully functional prototype demonstrates real-time performance and adaptability to individual behavior patterns. This work contributes a scalable, privacy-preserving, and user-centric approach to intelligent home automation.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,012

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,216
Écart entre enseignants0,207 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations4
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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