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筋電波形とAIについての考え方
1.実験モデル
実験では人を転倒させて、そのときの筋電の波形を読み取っています。 転倒させたときの筋電の波形と転ばせなかった筋電の波形を用いて、教師あり学習をしようとしています。
(アルゴリズムはランダムフォレストの予定)
(ハイパーパラメータの調整)
特徴量は、転んだ瞬間の0.1sのデータ(最大値か平均値かなどは決めていない)で、データ数は100データ(サンプリング周波数1000Hz)。
転倒させない試行では、任意の足を着いたタイミングから0.5sあたりから100データ(0.1s間)を抜き出す場合を考える。
2.AIについて
この実験に関する機械学習タスクの設計は、ランダムフォレストを使用して筋電波形データから転倒の予測モデルを構築することができます。
以下は具体的なステップと考慮すべき要点です:
データ収集と前処理:
転倒時と非転倒時の筋電波形データを収集します。データ数が100データで、サンプリング周波数が1000 Hzであることを確認しました。
転倒したときのデータと転倒しなかったときのデータを区別できるように、それぞれのデータにラベル(1または0など)を付ける必要があります。
特徴量は、0.1秒のデータであるため、各サンプルは1000 * 0.1 = 100データポイントを含むことになります。
データの分割:
データを訓練データセットとテストデータセットに分割します。通常、訓練データセットがモデルのトレーニングに使用され、テストデータセットがモデルの評価に使用されます。
特徴量の選択:
0.1秒間のデータから特徴量を抽出する必要があります。これには平均値、最大値、最小値、分散、周波数成分、時間領域特徴量などが含まれます。異なる特徴量の組み合わせを試してみることが役立つことがあります。
モデルの選択:
ランダムフォレストは、非常に強力で解釈可能なモデルです。訓練データでの予測性能が高い場合、ランダムフォレストを使用することは妥当です。他のモデルも試してみることができます。
ハイパーパラメータの調整:
ランダムフォレストのハイパーパラメータ(木の数、ノードの最大深さなど)を調整してモデルの性能を最適化します。交差検証を使用して適切なハイパーパラメータを選択することができます。
モデルのトレーニング:
モデルを訓練データに適合させます。訓練データを使用してモデルをトレーニングし、訓練データでの性能を監視します。
モデルの評価:
テストデータセットを使用してモデルの性能を評価します。一般的な評価指標には精度、再現率、適合率、F1スコアなどが含まれます。
モデルの解釈:
ランダムフォレストはモデルの解釈性が高いため、どの特徴が予測に寄与しているのかを理解することができます。
モデルの適用:
最終的に、モデルを実際の状況で使用する準備をします。転倒予測システムとして適用する場合、リアルタイムデータをモデルに供給し、転倒の予測を行います。
モデルの継続的な評価と改良:
モデルを運用し続け、新しいデータを使用して定期的に性能を評価し、必要に応じてモデルを改良します。
以上が、この実験の一般的なステップです。モデルの詳細やデータに関する詳細情報に基づいて、詳細な設計や調整が必要かもしれません。また、データの品質とラベルの正確性にも特に注意を払うことが重要です。
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