SeAct: Método híbrido de segmentação de fluxos de dados de sensores para ambientes de vida assistida

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Venceslau, Amanda Drielly Pires
Orientador(a): Vidal, Vânia Maria Ponte
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/73543
Resumo: Population aging worldwide demands advanced tools to continuously monitor people’s activities, supporting aging and detecting potential health issues. Ambient Assisted Living (AAL) incorporates and integrates objects and people in a non-intrusive and discreet way, with solutions that deal with everything from the collection of data streams from sensors to the analysis of data for decision-making. One of the main limitations of AAL resides in the fact that data flows need to be constantly monitored through time windows or segments, whose dimensions must be adjusted according to the actions that denote ongoing activities. However, a segment may not contain events relevant to the current action, making its analysis difficult. In this context, a growing problem in sensor data segmentation is related to capturing events that the same sensor can generate, but belonging to different activities, generating ambiguity. To solve this problem, the literature addresses different methods that learn the activity pattern of an AAL resident but do not combine or process the events generated by the sensors semantically to recognize activities. In addition, no resources allow the annotation, query, or tracking of the results of the segmentation process, making it challenging to analyze segments from heterogeneous resources, whether sensors or techniques applied in segmentation. This work proposes a hybrid method for segmenting sensor data streams for AAL, called SeAct. The SeRt ontology for segments semantic annotation is also presented. Three experiments were conducted to evaluate the proposed method, adopting two public datasets. As a result, improvements in the accuracy and precision of human activity recognition were identified over existing approaches. In addition, Competence Questions were applied to validate the SeRt.
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One of the main limitations of AAL resides in the fact that data flows need to be constantly monitored through time windows or segments, whose dimensions must be adjusted according to the actions that denote ongoing activities. However, a segment may not contain events relevant to the current action, making its analysis difficult. In this context, a growing problem in sensor data segmentation is related to capturing events that the same sensor can generate, but belonging to different activities, generating ambiguity. To solve this problem, the literature addresses different methods that learn the activity pattern of an AAL resident but do not combine or process the events generated by the sensors semantically to recognize activities. In addition, no resources allow the annotation, query, or tracking of the results of the segmentation process, making it challenging to analyze segments from heterogeneous resources, whether sensors or techniques applied in segmentation. This work proposes a hybrid method for segmenting sensor data streams for AAL, called SeAct. The SeRt ontology for segments semantic annotation is also presented. Three experiments were conducted to evaluate the proposed method, adopting two public datasets. As a result, improvements in the accuracy and precision of human activity recognition were identified over existing approaches. In addition, Competence Questions were applied to validate the SeRt.O envelhecimento da população em todo o mundo demanda ferramentas avançadas para monitorar continuamente as atividades das pessoas, apoiando o envelhecimento e detectando possíveis problemas de saúde. Um Ambiente de Vida Assistida – Ambient Assisted Living, do inglês – incorpora e integra objetos e pessoas de maneira não intrusiva e discreta, com soluções que tratam desde a coleta dos fluxos de dados de sensores até a análise dos dados para tomada de decisão. Uma das principais limitações dos (AAL) reside no fato de que os fluxos de dados necessitam ser constantemente monitorados por meio de janelas de tempo, ou segmentos, cujas dimensões devem ser ajustadas conforme as ações que denotam atividades em andamento. Entretanto, um segmento pode não conter eventos relevantes para uma ação atual, dificultando sua análise. Nesse contexto, um problema crescente na segmentação de dados de sensores está relacionado à captura de eventos que podem ser gerados pelo mesmo sensor, porém pertencentes a atividades diferentes, gerando ambiguidade. Para solucionar esse problema, a literatura aborda diferentes métodos que aprendem o padrão de atividades de um residente de AAL, mas não combinam ou processam os eventos gerados pelos sensores semanticamente para reconhecer atividades. Além disso, não existem recursos que permitam a anotação, consulta ou rastreamento dos resultados do processo de segmentação, dificultando a análise dos segmentos oriundos de recursos heterogêneos, sejam sensores ou técnicas aplicadas na segmentação. Esse trabalho propõe um método híbrido de segmentação de fluxos de dados de sensores para AAL, denominado SeAct. A ontologia SeRt para anotação semântica de segmentos também é apresentada. Três experimentos foram realizados para avaliar o método proposto, adotando dois conjuntos de dados públicos. Como resultado, melhorias na acurácia e precisão do reconhecimento de atividade humana foram identificadas em relação à abordagens existentes. Além disso, foram aplicadas Questões de Competência para validar a SeRt.Segmentação de dados de sensoresMétodo híbrido de segmentação de dadosInferência semânticaAprendizado de máquinaReconhecimento de atividade humanaSeAct: Método híbrido de segmentação de fluxos de dados de sensores para ambientes de vida assistidaSeAct: Hybrid method of segmentation of sensors data streams for ambient assisted livinginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2023_tese_adpvenceslau.pdf2023_tese_adpvenceslau.pdfapplication/pdf39368218http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/73543/3/2023_tese_adpvenceslau.pdf90f471ca0f9e207b129cbcb4df43acc3MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/73543/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54riufc/735432023-07-14 14:03:23.817oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2023-07-14T17:03:23Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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