评估胎儿和母亲的健康对于预防和识别怀孕可能的并发症至关重要。本文重点介绍了母亲自己能够用最小的监督和胎儿和产妇健康有效地使用的装置，同时安全，舒适，易于使用。所提出的设备使用母亲子宫内的单个加速度计的带以记录所需信息。该设备预计将在长期长期监测母亲和胎儿，并提供具有有用信息的医疗专业人员，否则他们将由于目前进行健康监测的频率低频率而忽略。本文表明，即使在存在温和的干扰情况下，母亲和胎儿运动的呼吸信息的同时测量实际上是可能的，如果预计该设备延长延长，则需要考虑该装置。
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使用传感器的智能房屋中的监测行为可以对独立能力和居民长期健康的变化提供洞察。被动红外运动传感器（PIRS）是标准的，但可能无法准确跟踪移动的全部持续时间。它们还需要视线检测可以限制性能的运动，并确保它们必须对居民可见。频道状态信息（CSI）是一种低成本，无线电感测形式，可以监控运动，而且提供生成丰富数据的机会。我们开发了一种新颖的自我校准运动检测系统，它使用CSI数据收集和处理在股票覆盆子PI 4上。该系统利用CSI帧之间的相关性，我们使用我们的算法执行方差分析来准确测量整个时期居民的运动。我们展示了这种方法在若干现实世界环境中的有效性。进行的实验表明，对于不同位置的不同强度的运动示例，可以精确地检测活动开始和结束时间。
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低成本毫米波（MMWAVE）通信和雷达设备的商业可用性开始提高消费市场中这种技术的渗透，为第五代（5G）的大规模和致密的部署铺平了道路（5G） - 而且以及6G网络。同时，普遍存在MMWAVE访问将使设备定位和无设备的感测，以前所未有的精度，特别是对于Sub-6 GHz商业级设备。本文使用MMWAVE通信和雷达设备在基于设备的定位和无设备感应中进行了现有技术的调查，重点是室内部署。我们首先概述关于MMWAVE信号传播和系统设计的关键概念。然后，我们提供了MMWaves启用的本地化和感应方法和算法的详细说明。我们考虑了在我们的分析中的几个方面，包括每个工作的主要目标，技术和性能，每个研究是否达到了一定程度的实现，并且该硬件平台用于此目的。我们通过讨论消费者级设备的更好算法，密集部署的数据融合方法以及机器学习方法的受过教育应用是有前途，相关和及时的研究方向的结论。
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人体肢体运动跟踪和识别在医疗康复训练，下肢辅助，截肢者的假肢设计，辅助机器人的反馈控制等中起着重要作用。轻质可穿戴的传感器，包括惯性传感器，表面肌电图传感器以及柔性应变/压力，柔性应变/压力，有望成为下一代人类运动捕获装置。本文中，我们提供了一种无线可穿戴设备，该设备由16通道柔性海绵的压力传感器阵列组成，通过检测由小腿胃gastrocnemius肌肉作用引起的人类皮肤上的轮廓来识别各种人类下肢运动。每个感应元件都是薄碳纳米管/聚二甲基硅氧烷纳米复合材料的圆形多孔结构，直径为4 mm，厚度约为400 {\ mu} m。招募了十个人类受试者，以执行十个不同的下肢运动，同时佩戴开发设备。用支持向量机方法的运动分类结果显示，所有十项测试的动作的宏记录约为97.3％。这项工作证明了具有下肢运动识别应用的便携式可穿戴肌肉活动检测装置，可以在辅助机器人控制，医疗保健，体育监测等中使用该设备。
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外骨骼和矫形器是可穿戴移动系统，为用户提供机械益处。尽管在过去几十年中有重大改进，但该技术不会完全成熟，以便采用剧烈和非编程任务。为了适应这种功能不全，需要分析和改进该技术的不同方面。许多研究一直在努力解决外骨骼的某些方面，例如，机构设计，意向预测和控制方案。但是，大多数作品都专注于设计或应用的特定元素，而无需提供全面的审查框架。本研究旨在分析和调查为改进和广泛采用这项技术的贡献方面。为了解决此问题，在引入辅助设备和外骨骼后，将从物理人员 - 机器人接口（HRI）的角度来研究主要的设计标准。通过概述不同类别的已知辅助设备的几个例子，将进一步开发该研究。为了建立智能HRI策略并为用户提供直观的控制，将研究认知HRI。将审查这种策略的各种方法，并提出了意图预测的模型。该模型用于从单个电拍摄（EMG）通道输入的栅极相位。建模结果显示出低功耗辅助设备中单通道输入的潜在使用。此外，所提出的模型可以在具有复杂控制策略的设备中提供冗余。
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鉴于无线频谱的有限性和对无线通信最近的技术突破产生的频谱使用不断增加的需求，干扰问题仍在继续持续存在。尽管最近解决干涉问题的进步，但干扰仍然呈现出有效使用频谱的挑战。这部分是由于Wi-Fi的无许可和管理共享乐队使用的升高，长期演进（LTE）未许可（LTE-U），LTE许可辅助访问（LAA），5G NR等机会主义频谱访问解决方案。因此，需要对干扰稳健的有效频谱使用方案的需求从未如此重要。在过去，通过使用避免技术以及非AI缓解方法（例如，自适应滤波器）来解决问题的大多数解决方案。非AI技术的关键缺陷是需要提取或开发信号特征的域专业知识，例如CycrationArity，带宽和干扰信号的调制。最近，研究人员已成功探索了AI / ML的物理（PHY）层技术，尤其是深度学习，可减少或补偿干扰信号，而不是简单地避免它。 ML基于ML的方法的潜在思想是学习来自数据的干扰或干扰特性，从而使需要对抑制干扰的域专业知识进行侧联。在本文中，我们审查了广泛的技术，这些技术已经深入了解抑制干扰。我们为干扰抑制中许多不同类型的深度学习技术提供比较和指导。此外，我们突出了在干扰抑制中成功采用深度学习的挑战和潜在的未来研究方向。
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可穿戴设备，不断收集用户的各种传感器数据，增加了无意和敏感信息的推论的机会，例如在物理键盘上键入的密码。我们彻底看看使用电拍摄（EMG）数据的潜力，这是一个新的传感器模式，这是市场新的，但最近在可穿戴物的上下文中受到关注，用于增强现实（AR），用于键盘侧通道攻击。我们的方法是基于使用Myo Armband收集传感器数据的逼真场景中对象攻击之间的神经网络。在我们的方法中，与加速度计和陀螺相比，EMG数据被证明是最突出的信息来源，增加了击键检测性能。对于我们对原始数据的端到端方法，我们报告了击键检测的平均平衡准确性，击键检测的平均高度高精度为52级，为不同优势密码的密钥识别约32％ 。我们创建了一个广泛的数据集，包括从37个志愿者录制的310 000次击键，它可作为开放式访问，以及用于创建给定结果的源代码。
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第五代（5G）网络和超越设想巨大的东西互联网（物联网）推出，以支持延长现实（XR），增强/虚拟现实（AR / VR），工业自动化，自主驾驶和智能所有带来的破坏性应用一起占用射频（RF）频谱的大规模和多样化的IOT设备。随着频谱嘎嘎和吞吐量挑战，这种大规模的无线设备暴露了前所未有的威胁表面。 RF指纹识别是预约的作为候选技术，可以与加密和零信任安全措施相结合，以确保无线网络中的数据隐私，机密性和完整性。在未来的通信网络中，在这项工作中，在未来的通信网络中的相关性，我们对RF指纹识别方法进行了全面的调查，从传统观点到最近的基于深度学习（DL）的算法。现有的调查大多专注于无线指纹方法的受限制呈现，然而，许多方面仍然是不可能的。然而，在这项工作中，我们通过解决信号智能（SIGINT），应用程序，相关DL算法，RF指纹技术的系统文献综述来缓解这一点，跨越过去二十年的RF指纹技术的系统文献综述，对数据集和潜在研究途径的讨论 - 必须以百科全书的方式阐明读者的必要条件。
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本文提出了一种新的劣化和损坏识别程序（DIP）并应用于建筑模型。与这些类型的结构的应用相关的挑战与响应的强相关性有关，这在应对具有高噪声水平的真实环境振动时进一步复杂化。因此，利用低成本环境振动设计了DIP，以分析使用股票变换（ST）来产生谱图的加速响应。随后，ST输出成为建立的两系列卷积神经网络（CNNS）的输入，用于识别建筑模型的恶化和损坏。据我们所知，这是第一次通过高精度的ST和CNN组合在建筑模型中评估损坏和恶化。
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对医疗保健监控的远程工具的需求从未如此明显。摄像机测量生命体征利用成像装置通过分析人体的图像来计算生理变化。建立光学，机器学习，计算机视觉和医学的进步这些技术以来的数码相机的发明以来已经显着进展。本文介绍了对生理生命体征的相机测量综合调查，描述了它们可以测量的重要标志和实现所做的计算技术。我涵盖了临床和非临床应用以及这些应用需要克服的挑战，以便从概念上推进。最后，我描述了对研究社区可用的当前资源（数据集和代码），并提供了一个全面的网页（https://cameravitals.github.io/），其中包含这些资源的链接以及其中引用的所有文件的分类列表文章。
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非侵入性负载监控（NILM）是将总功率消耗分为单个子组件的任务。多年来，已经合并了信号处理和机器学习算法以实现这一目标。关于最先进的方法，进行了许多出版物和广泛的研究工作，以涉及最先进的方法。科学界最初使用机器学习工具的尼尔姆问题制定和描述的最初兴趣已经转变为更实用的尼尔姆。如今，我们正处于成熟的尼尔姆时期，在现实生活中的应用程序方案中尝试使用尼尔姆。因此，算法的复杂性，可转移性，可靠性，实用性和普遍的信任度是主要的关注问题。这篇评论缩小了早期未成熟的尼尔姆时代与成熟的差距。特别是，本文仅对住宅电器的尼尔姆方法提供了全面的文献综述。本文分析，总结并介绍了大量最近发表的学术文章的结果。此外，本文讨论了这些方法的亮点，并介绍了研究人员应考虑的研究困境，以应用尼尔姆方法。最后，我们表明需要将传统分类模型转移到一个实用且值得信赖的框架中。
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Human Activity Recognition (HAR) is an emerging technology with several applications in surveillance, security, and healthcare sectors. Noninvasive HAR systems based on Wi-Fi Channel State Information (CSI) signals can be developed leveraging the quick growth of ubiquitous Wi-Fi technologies, and the correlation between CSI dynamics and body motions. In this paper, we propose Principal Component-based Wavelet Convolutional Neural Network (or PCWCNN) -- a novel approach that offers robustness and efficiency for practical real-time applications. Our proposed method incorporates two efficient preprocessing algorithms -- the Principal Component Analysis (PCA) and the Discrete Wavelet Transform (DWT). We employ an adaptive activity segmentation algorithm that is accurate and computationally light. Additionally, we used the Wavelet CNN for classification, which is a deep convolutional network analogous to the well-studied ResNet and DenseNet networks. We empirically show that our proposed PCWCNN model performs very well on a real dataset, outperforming existing approaches.
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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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信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件，具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据，图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能，数据驱动，信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述，旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题，从基础到工业研究，以简明的主题部分组织，反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外，它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。
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近年来，MMWave FMCW雷达吸引了人类居中应用的大量研究兴趣，例如人类姿态/活动识别。大多数现有的管道由传统的离散傅立叶变换（DFT）预处理和深神经网络分类器混合方法建立，其中大多数以前的作品专注于设计下游分类器以提高整体精度。在这项工作中，我们返回返回并查看预处理模块。为了避免传统DFT预处理的缺点，我们提出了一个名为Cubelearn的学习预处理模块，直接从原始雷达信号中提取特征，并为MMWAVE FMCW雷达运动识别应用构建端到端的深神经网络。广泛的实验表明，我们的立方体模块一直提高不同管道的分类准确性，特别是利益以前较弱的模型。我们提供关于所提出的模块的初始化方法和结构的消融研究，以及对PC和边缘设备上运行时间的评估。这项工作也用作不同方法对数据立方体切片的比较。通过我们的任务无关设计，我们向雷达识别问题提出了一步迈向通用端到端解决方案。
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由于照顾不断增长的老年人口的医疗和财务需求，对跌倒的及时可靠发现是一个大型且快速增长的研究领域。在过去的20年中，高质量硬件（高质量传感器和AI微芯片）和软件（机器学习算法）技术的可用性通过为开发人员提供开发此类系统的功能，从而成为这项研究的催化剂。这项研究开发了多个应用组件，以研究秋季检测系统的发展挑战和选择，并为未来的研究提供材料。使用此方法开发的智能应用程序通过秋季检测模型实验和模型移动部署的结果验证。总体上表现最好的模型是标准化的RESNET152，并带有2S窗口尺寸的调整数据集，可实现92.8％的AUC，7.28％的灵敏度和98.33％的特异性。鉴于这些结果很明显，加速度计和心电图传感器对秋季检测有益，并允许跌倒和其他活动之间的歧视。由于所得数据集中确定的弱点，这项研究为改进的空间留下了很大的改进空间。这些改进包括在跌落的临界阶段使用标签协议，增加数据集样品的数量，改善测试主题表示形式，并通过频域预处理进行实验。
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Assessing the physical condition in rehabilitation scenarios is a challenging problem, since it involves Human Activity Recognition (HAR) and kinematic analysis methods. In addition, the difficulties increase in unconstrained rehabilitation scenarios, which are much closer to the real use cases. In particular, our aim is to design an upper-limb assessment pipeline for stroke patients using smartwatches. We focus on the HAR task, as it is the first part of the assessing pipeline. Our main target is to automatically detect and recognize four key movements inspired by the Fugl-Meyer assessment scale, which are performed in both constrained and unconstrained scenarios. In addition to the application protocol and dataset, we propose two detection and classification baseline methods. We believe that the proposed framework, dataset and baseline results will serve to foster this research field.
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远程光插图学（RPPG）是一种快速，有效，廉价和方便的方法，用于收集生物识别数据，因为它可以使用面部视频来估算生命体征。事实证明，远程非接触式医疗服务供应在COVID-19大流行期间是可怕的必要性。我们提出了一个端到端框架，以根据用户的视频中的RPPG方法来衡量人们的生命体征，包括心率（HR），心率变异性（HRV），氧饱和度（SPO2）和血压（BP）（BP）（BP）用智能手机相机捕获的脸。我们以实时的基于深度学习的神经网络模型来提取面部标志。通过使用预测的面部标志来提取多个称为利益区域（ROI）的面部斑块（ROI）。应用了几个过滤器，以减少称为血量脉冲（BVP）信号的提取的心脏信号中ROI的噪声。我们使用两个公共RPPG数据集培训和验证了机器学习模型，即Tokyotech RPPG和脉搏率检测（PURE）数据集，我们的模型在其上实现了以下平均绝对错误（MAE）：a），HR，1.73和3.95 BEATS- beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-beats-s-s-s-s-s-y-peats-beats-beats-beats-ship-s-s-s-in-chin-p-in-in-in-in-in-c--in-in-c-le-in-in- -t一下制。每分钟（bpm），b）分别为HRV，分别为18.55和25.03 ms，c）对于SPO2，纯数据集上的MAE为1.64。我们在现实生活环境中验证了端到端的RPPG框架，修订，从而创建了视频HR数据集。我们的人力资源估计模型在此数据集上达到了2.49 bpm的MAE。由于没有面对视频的BP测量不存在公开可用的RPPG数据集，因此我们使用了带有指标传感器信号的数据集来训练我们的模型，还创建了我们自己的视频数据集Video-BP。在我们的视频BP数据集中，我们的BP估计模型的收缩压（SBP）达到6.7 mmHg，舒张压（DBP）的MAE为9.6 mmHg。
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通过量化体育活动能耗（PAEE），医疗保健监测有可能刺激生命和健康的衰老，诱导老年人的行为变化并将这些与个人健康收益联系起来。为了能够在监测环境中测量PAEE，已经开发了可穿戴加速度计的方法，主要是针对年轻人。由于老年人受到能量需求和体育活动范围的不同，目前的模型可能不适合估计老年人之间的PAEE。由于过去的活动影响了PAEE，因此我们提出了一种以其模拟顺序数据，复发性神经网络（RNN）的能力所知的建模方法。要培训RNN为老年人口，我们使用了60岁及以上的34名健康参与者（平均65岁）的Gotov DataSet，进行了16种不同的活动。我们使用放置在手腕和脚踝上的加速度计，并通过间接量热法测量能量计数。优化之后，我们提出了一种由具有3 GRU层的RNN组成的架构和组合加速度计和参与者级数据的前馈网络。在本文中，我们描述了超越了基于GRU的RNN标准设施的努力，目的是实现最终领域的准确性。这些努力包括从平均到色散度量（SD，IQR，......）的切换聚合函数，将时间和静态数据（如年龄，重量，BMI）的特定于静态数据（如年龄，重量，BMI）以及添加符号活动数据，如先前培训的ML模型。由此产生的架构管理以通过近似10％提高其性能，同时将培训减少到10倍的训练输入。因此，可以使用与与代谢和认知健康和心理健康有关的生命力参数的关系。
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Fruit is a key crop in worldwide agriculture feeding millions of people. The standard supply chain of fruit products involves quality checks to guarantee freshness, taste, and, most of all, safety. An important factor that determines fruit quality is its stage of ripening. This is usually manually classified by experts in the field, which makes it a labor-intensive and error-prone process. Thus, there is an arising need for automation in the process of fruit ripeness classification. Many automatic methods have been proposed that employ a variety of feature descriptors for the food item to be graded. Machine learning and deep learning techniques dominate the top-performing methods. Furthermore, deep learning can operate on raw data and thus relieve the users from having to compute complex engineered features, which are often crop-specific. In this survey, we review the latest methods proposed in the literature to automatize fruit ripeness classification, highlighting the most common feature descriptors they operate on.
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