提出了一种在智能家庭中监测的老年痴呆症患者的自动人工物联网(AIOT)系统。该系统主要根据传感器数据的活性推断实现两个功能,这些功能是实时活动异常监测和疾病相关活动的趋势预测。具体而言,CASAS数据集用于训练一个随机森林(RF)模型进行活动推断。然后,通过活动推理的输出数据训练的另一个RF模型用于异常活动监测。特别是,由于其准确性,时间效率,灵活性和可解释性之间的均衡交易,因此选择了RF的RF。此外,长期记忆(LSTM)用于预测患者疾病相关的活动趋势。因此,设计用于活动推理和异常活动检测的两个RF分类器的精度分别大于99%和94%。此外,以睡眠时间为例,LSTM模型实现了准确且明显的未来趋势预测。
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人们的个人卫生习惯在每日生活方式中照顾身体和健康的状况。保持良好的卫生习惯不仅减少了患疾病的机会,而且还可以降低社区中传播疾病的风险。鉴于目前的大流行,每天的习惯,例如洗手或定期淋浴,在人们中至关重要,尤其是对于单独生活在家里或辅助生活设施中的老年人。本文提出了一个新颖的非侵入性框架,用于使用我们采用机器学习技术的振动传感器监测人卫生。该方法基于地球通传感器,数字化器和实用外壳中具有成本效益的计算机板的组合。监测日常卫生常规可能有助于医疗保健专业人员积极主动,而不是反应性,以识别和控制社区内潜在暴发的传播。实验结果表明,将支持向量机(SVM)用于二元分类,在不同卫生习惯的分类中表现出约95%的有希望的准确性。此外,基于树的分类器(随机福雷斯特和决策树)通过实现最高精度(100%)优于其他模型,这意味着可以使用振动和非侵入性传感器对卫生事件进行分类,以监测卫生活动。
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在智能医疗保健中,人类活动识别(Har)被认为是传感器读数的普遍计算中的有效模型。家庭或社区中的环境辅助生活(AAL)有助于人民提供独立的护理和增强的生活质量。然而,许多AAL模型使用包括计算成本和系统复杂性的许多因素来限制。此外,由于其应用,HAR概念具有更多相关性。因此,本文旨在使用深度学习来实现来自智能传感器收集的数据,该数据在UC IRVINE机器学习存储库(UCI)中公开提供。所提出的模型涉及三个过程:(1)数据收集,(b)最佳特征选择,(c)识别。从基准存储库收集的数据最初遵循最佳特征选择,有助于选择最重要的功能。所提出的最佳特征选择是基于一种名为碰撞体优化(CBO)的新的元启发式算法。通过识别精度导出的目标函数用于完成最佳特征选择。这里,被称为经常性神经网络(RNN)的深度学习模型用于活动识别。相关基准数据集的提出模型优于现有的学习方法,与传统模型相比提供高性能。
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医学事物互联网(IOMT)允许使用传感器收集生理数据,然后将其传输到远程服务器,这使医生和卫生专业人员可以连续,永久地分析这些数据,并在早期阶段检测疾病。但是,使用无线通信传输数据将其暴露于网络攻击中,并且该数据的敏感和私人性质可能代表了攻击者的主要兴趣。在存储和计算能力有限的设备上使用传统的安全方法无效。另一方面,使用机器学习进行入侵检测可以对IOMT系统的要求提供适应性的安全响应。在这种情况下,对基于机器学习(ML)的入侵检测系统如何解决IOMT系统中的安全性和隐私问题的全面调查。为此,提供了IOMT的通用三层体系结构以及IOMT系统的安全要求。然后,出现了可能影响IOMT安全性的各种威胁,并确定基于ML的每个解决方案中使用的优势,缺点,方法和数据集。最后,讨论了在IOMT的每一层中应用ML的一些挑战和局限性,这些挑战和局限性可以用作未来的研究方向。
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全球2019百万人被感染,450万失去了持续的Covid-19大流行病。直到疫苗变得广泛的可用,预防措施和安全措施,如戴着面具,身体疏远,避免面对面触摸是一些抑制病毒传播的主要手段。脸部触摸是一种强迫性的人Begvior,在不进行持续派生的情况下,不能防止,即使那么它是不可避免的。为了解决这个问题,我们设计了一种基于SmartWatch的解决方案,Covidalert,利用了随机森林算法,从SmartWatch训练了加速度计和陀螺数据,以检测到面部的手动转换,并向用户发送快速触觉警报。 Covidalert是高能量的,因为它使用STA / LTA算法作为网守,在用户处于非活动状态时缩短手表上随机林模型的使用。我们的系统的整体准确性为88.4%,具有低假阴性和误报。我们还通过在商业化石Gen 5 Smartwatch上实现了系统的活力。
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在这个时代,作为医疗的主要重点,这一时刻已经到来了。尽管令人印象深刻,但已经开发出来检测疾病的多种技术。此时,有一些类型的疾病COVID-19,正常烟,偏头痛,肺病,心脏病,肾脏疾病,糖尿病,胃病,胃病,胃病,骨骼疾病,自闭症是非常常见的疾病。在此分析中,我们根据疾病的症状进行了分析疾病症状的预测。我们研究了一系列症状,并接受了人们的调查以完成任务。已经采用了几种分类算法来训练模型。此外,使用性能评估矩阵来衡量模型的性能。最后,我们发现零件分类器超过了其他分类器。
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长期内记忆LSTM的结构通过捕获传感器激活的顺序及其时间依赖性,证明了智能家庭中日常生活识别活动的效率。尽管如此,它们仍然在处理语义和传感器的上下文方面仍然失败。超过孤立的ID及其有序的激活值,传感器也携带含义。实际上,他们的性质和活化类型可以翻译各种活动。他们的日志彼此相关,创建全局上下文。我们建议使用并比较两种自然语言处理嵌入方法,以增强活动序列分类任务中的基于LSTM的结构:Word2VEC,静态语义嵌入和ELMO,一个上下文嵌入。结果,在真正的智能家庭数据集上,表明该方法提供了有用的信息,例如传感器组织地图,并且在日常活动类之间产生了不太困惑。它有助于更​​好地在具有其他居民或宠物的竞争活动的数据集上执行。我们的测试还表明,嵌入式可以在不同的数据集上预先预先估计,而不是目标,从而实现转移学习。因此,我们表明考虑到传感器的背景和他们的语义增加了分类性能并启用转移学习。
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搅拌是痴呆症患病率高的神经精神症状之一,可以对日常生活(ADL)的活动产生负面影响,以及个体的独立性。检测搅拌剧集可以帮助提前及时地提供痴呆症(PLWD)的人们。分析搅拌剧集还将有助于识别可修改的因素,例如环境温度和睡眠中的睡眠,导致个体搅动。这项初步研究提出了一种监督学习模型,用于分析PLWD中搅动风险,使用家庭监控数据。家庭监控数据包括来自2019年4月2021年4月至6月至6月20日至6月20日至6月至6月间PLWD的运动传感器,生理测量和厨房电器的使用。我们应用经常性的深度学习模型,以识别验证和记录的临床监测团队验证和记录的搅拌集团。我们提出了评估拟议模型的功效的实验。拟议的模型平均召回79.78%的召回,27.66%的精确度和37.64%的F1分数在采用最佳参数时得分,表明识别搅动事件的良好能力。我们还使用机器学习模型讨论使用连续监测数据分析行为模式,并探索临床适用性以及敏感性和特异性监控应用之间的选择。
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近年来,随着传感器和智能设备的广泛传播,物联网(IoT)系统的数据生成速度已大大增加。在物联网系统中,必须经常处理,转换和分析大量数据,以实现各种物联网服务和功能。机器学习(ML)方法已显示出其物联网数据分析的能力。但是,将ML模型应用于物联网数据分析任务仍然面临许多困难和挑战,特别是有效的模型选择,设计/调整和更新,这给经验丰富的数据科学家带来了巨大的需求。此外,物联网数据的动态性质可能引入概念漂移问题,从而导致模型性能降解。为了减少人类的努力,自动化机器学习(AUTOML)已成为一个流行的领域,旨在自动选择,构建,调整和更新机器学习模型,以在指定任务上实现最佳性能。在本文中,我们对Automl区域中模型选择,调整和更新过程中的现有方法进行了审查,以识别和总结将ML算法应用于IoT数据分析的每个步骤的最佳解决方案。为了证明我们的发现并帮助工业用户和研究人员更好地实施汽车方法,在这项工作中提出了将汽车应用于IoT异常检测问题的案例研究。最后,我们讨论并分类了该领域的挑战和研究方向。
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The cyber-physical convergence is opening up new business opportunities for industrial operators. The need for deep integration of the cyber and the physical worlds establishes a rich business agenda towards consolidating new system and network engineering approaches. This revolution would not be possible without the rich and heterogeneous sources of data, as well as the ability of their intelligent exploitation, mainly due to the fact that data will serve as a fundamental resource to promote Industry 4.0. One of the most fruitful research and practice areas emerging from this data-rich, cyber-physical, smart factory environment is the data-driven process monitoring field, which applies machine learning methodologies to enable predictive maintenance applications. In this paper, we examine popular time series forecasting techniques as well as supervised machine learning algorithms in the applied context of Industry 4.0, by transforming and preprocessing the historical industrial dataset of a packing machine's operational state recordings (real data coming from the production line of a manufacturing plant from the food and beverage domain). In our methodology, we use only a single signal concerning the machine's operational status to make our predictions, without considering other operational variables or fault and warning signals, hence its characterization as ``agnostic''. In this respect, the results demonstrate that the adopted methods achieve a quite promising performance on three targeted use cases.
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Network intrusion detection systems (NIDSs) play an important role in computer network security. There are several detection mechanisms where anomaly-based automated detection outperforms others significantly. Amid the sophistication and growing number of attacks, dealing with large amounts of data is a recognized issue in the development of anomaly-based NIDS. However, do current models meet the needs of today's networks in terms of required accuracy and dependability? In this research, we propose a new hybrid model that combines machine learning and deep learning to increase detection rates while securing dependability. Our proposed method ensures efficient pre-processing by combining SMOTE for data balancing and XGBoost for feature selection. We compared our developed method to various machine learning and deep learning algorithms to find a more efficient algorithm to implement in the pipeline. Furthermore, we chose the most effective model for network intrusion based on a set of benchmarked performance analysis criteria. Our method produces excellent results when tested on two datasets, KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, with an accuracy of 99.99% and 100% for KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, respectively, and no overfitting or Type-1 and Type-2 issues.
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在全球范围内,有实质性的未满足需要有效地诊断各种疾病。不同疾病机制的复杂性和患者人群的潜在症状具有巨大挑战,以发展早期诊断工具和有效治疗。机器学习(ML),人工智能(AI)区域,使研究人员,医师和患者能够解决这些问题的一些问题。基于相关研究,本综述解释了如何使用机器学习(ML)和深度学习(DL)来帮助早期识别许多疾病。首先,使用来自Scopus和Science(WOS)数据库的数据来给予所述出版物的生物计量研究。对1216个出版物的生物计量研究进行了确定,以确定最多产的作者,国家,组织和最引用的文章。此次审查总结了基于机器学习的疾病诊断(MLBDD)的最新趋势和方法,考虑到以下因素:算法,疾病类型,数据类型,应用和评估指标。最后,该文件突出了关键结果,并向未来的未来趋势和机遇提供了解。
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在运输系统中引入信息和通信技术(ICT)导致了几个优势(运输,移动性,交通管理)。然而,它可能在增加安全挑战方面带来一些缺点,也与人类行为有关。作为一个例子,在过去的几十年中,尝试表征驱动程序的行为大多是针对性的。本文提出了一种安全的例程,一种范式,它使用驾驶员习惯来探讨驱动程序识别,特别是将车辆的所有者与其他驱动程序区分开来。我们根据机器学习技术与其他三项现有研究工作相结合评估安全的例程。结果是使用众所周知的指标来测量的,并显示安全的常规优于比较的作品。
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控制传染病是一个主要的健康优先事项,因为它们可以传播和感染人类,从而演变为流行病或流行病。因此,早期发现传染病是一种重要需求,许多研究人员已经开发出在早期诊断它们的模型。本文审查了用于传染病诊断的最新机器学习(ML)算法的研究文章。我们从2015年至2022年搜索了科学,ScienceDirect,PubMed,Springer和IEEE数据库,确定了审查的ML模型的优缺点,并讨论了推进该领域研究的可能建议。我们发现大多数文章都使用了小型数据集,其中很少有实时数据。我们的结果表明,合适的ML技术取决于数据集的性质和所需的目标。
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作为在Internet交换路由到达性信息的默认协议,边界网关协议(BGP)的流量异常行为与互联网异常事件密切相关。 BGP异常检测模型通过其实时监控和警报功能确保互联网上的稳定路由服务。以前的研究要么专注于特征选择问题或数据中的内存特征,同时忽略特征之间的关系和特征中的精确时间相关(无论是长期还是短期依赖性)。在本文中,我们提出了一种用于捕获来自BGP更新流量的异常行为的多视图模型,其中使用黄土(STL)方法的季节性和趋势分解来减少原始时间序列数据中的噪声和图表网络中的噪声(GAT)用于分别发现功能中的特征关系和时间相关性。我们的结果优于异常检测任务的最先进的方法,平均F1分别在平衡和不平衡数据集上得分高达96.3%和93.2%。同时,我们的模型可以扩展以对多个异常进行分类并检测未知事件。
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衡量全球经济均衡的定量指标与农业供应链和国际贸易流量具有强大而相互依存的关系。这些过程中的突然震动由贸易战争,流行病或天气等异常事件造成的,可能对全球经济具有复杂影响。在本文中,我们提出了一种新颖的框架,即:Depeag,采用经济学,使用深度学习(DL)来测量异常事件检测的影响,以确定普通财务指数(如Dowjones)之间的关系,以及生产价值农产品(如奶酪和牛奶)。我们使用称为长期内存(LSTM)网络的DL技术成功地预测商品生产,高精度,也是五个流行的模型(回归和提升)作为基准,以测量异常事件的影响。结果表明,具有异常值的考虑因素(使用隔离林)优于基线模型的Depeag,以及具有异常值检测的相同模型。在预测财务指标预测商品生产时,异常事件会产生相当大的影响。此外,我们展示了Deepag对公共政策的影响,为政策制定者和农民提供了洞察力,以及农业生态系统的运作决策。收集数据,模型开发,并记录和呈现结果。
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远程患者监测(RPM)系统的最新进展可以识别各种人类活动,以测量生命体征,包括浅表血管的细微运动。通过解决已知的局限性和挑战(例如预测和分类生命体征和身体运动),将人工智能(AI)应用于该领域的医疗保健领域越来越兴趣,这些局限性和挑战被认为是至关重要的任务。联合学习是一种相对较新的AI技术,旨在通过分散传统的机器学习建模来增强数据隐私。但是,传统的联合学习需要在本地客户和全球服务器上培训相同的建筑模型。由于缺乏本地模型异质性,这限制了全球模型体系结构。为了克服这一点,在本研究中提出了一个新颖的联邦学习体系结构Fedstack,该体系支持结合异构建筑客户端模型。这项工作提供了一个受保护的隐私系统,用于以分散的方法住院的住院患者,并确定最佳传感器位置。提出的体系结构被应用于从10个不同主题的移动健康传感器基准数据集中,以对12个常规活动进行分类。对单个主题数据培训了三个AI模型ANN,CNN和BISTM。联合学习体系结构应用于这些模型,以建立能够表演状态表演的本地和全球模型。本地CNN模型在每个主题数据上都优于ANN和BI-LSTM模型。与同质堆叠相比,我们提出的工作表明,当地模型的异质堆叠表现出更好的性能。这项工作为建立增强的RPM系统奠定了基础,该系统纳入了客户隐私,以帮助对急性心理健康设施中患者进行临床观察,并最终有助于防止意外死亡。
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步行是人类陆地运动的最常见模式之一。步行对于人类进行大多数日常活动至关重要。当一个人走路时,其中有一个模式,被称为步态。步态分析用于体育和医疗保健。我们可以以不同的方式分析该步态,例如使用监视摄像机捕获的视频或在实验室环境中的深度图像摄像机。它也可以通过可穿戴传感器识别。例如,加速度计,力传感器,陀螺仪,柔性旋转仪,磁电阻传感​​器,电磁跟踪系统,力传感器和肌电图(EMG)。通过这些传感器进行分析需要实验室条件,否则用户必须佩戴这些传感器。为了检测人的步态作用异常,我们需要分别合并传感器。我们可以在发现后通过异常步态知道自己的健康状况。了解常规的步态与异常步态可能会使用智能可穿戴技术对受试者的健康状况有所了解。因此,在本文中,我们提出了一种通过智能手机传感器分析异常步态的方法。尽管如今,大多数人都使用了智能手机和智能手表等智能设备。因此,我们可以使用这些智能可穿戴设备的传感器来追踪他们的步态。
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许多活动分类段数据中的固定窗口大小以进行特征提取和分类。但是,动物行为的各种持续时间与预定的窗口大小不符。密集的标签和密集的预测方法通过预测每个点的标签来解决此限制。因此,通过追踪起点和终点,我们可以知道所有发生的活动的时间位置和持续时间。尽管如此,严格的预测可能会出现未对准问题的嘈杂。我们修改了U-NET和条件生成对抗网络(CGAN),并具有自定义的损失功能,作为减少破碎和其他未对准的训练策略。在CGAN中,歧视者和发电机像对抗性竞争一样相互训练。发电机产生密集的预测。在我们的情况下,鉴别器作为高级一致性检查,促使发电机以合理的持续时间预测活动。接受CGAN训练的模型在牛,Pig和UCI Hapt数据集中表现出更好或可比的性能。与以前的密集预测工作相比,pgan训练的UNET训练的U-NET从92.17%提高到94.66%,猪数据的猪数据数据集从90.85%提高到90.85%到93.18%。
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人类活动识别(Har)是一个正在进行的研究主题。它具有医疗支持,体育,健身,社交网络,人机界面,高级护理,娱乐,监控以及列表的应用。传统上,电脑视觉方法用于Har,它具有许多问题,例如保密或隐私,环境因素的影响,流动性,更高的运行成本,闭塞等。最近出现了使用传感器,尤其是惯性传感器的新趋势。使用传感器数据作为传统计算机视觉算法的替代方案存在若干优点。在文献中记录了计算机视觉算法的许多局限,包括利用传感器数据的深度神经网络(DNN)和机器学习(ML)方法的研究。我们使用智能手机的惯性传感器数据检查并分析了人类活动识别的不同机器学习和深度学习方法。为了确定哪种方法最适合此应用。
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