המחברים מודים אוון Beisheim, ניקול Capela, אנדרו הרברט-קופלי לקבלת סיוע טכני ואיסוף נתונים. מימון פרויקט התקבל ממדעי הטבע והנדסת מועצת מחקר של קנדה (NSERC) וBlackBerry בע&quot;מ, הכוללים טלפונים חכמים בשימוש במחקר.

פרוטוקול זה אושר על ידי הרשת למדעי בריאות אוטווה מחקר האתיקה. 1. הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לספק למשתתפים עם קווי המתאר של המחקר, לענות על כל שאלה, ולקבל הסכמה מדעת. מאפייני משתתף רשומות (למשל, גיל, מין, גובה, משקל, היקף מותניים, גובה רגל מעמוד השדרה הקדמי מעולה הכסל לmalleolus המדיאלי), קוד זיהוי, ותאריך על גיליון נתונים. ודא שהטלפון החכם השני המשמש ללכידת וידאו מוגדר לפחות 30 מסגרות לשיעור לכידה שנייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מאובטח לצרף נרתיק טלפון לחגורה או מכנסיים המותניים הקדמיים הימני של המשתתף. הפעל את יישום הטלפון החכם שישמש לאיסוף נתונים חיישן (כלומר, רישום נתונים או יישום WMMS) בטלפון החכם מדידת הניידות ולהבטיח שהיישום פועל כראוי. הנח את הטלפון החכם בנרתיק, עם גב המכשיר (CA האחוריMera) פונה החוצה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל בהקלטת וידאו דיגיטלית בטלפונים חכמים שני. לאנונימיות, להקליט וידאו ההשוואה בלי להראות את פניו של האדם, אלא להבטיח להקליט את כל מעברי הפעילות. הטלפון יכול להיות כף יד. </li></ol> 2. פעילות במעגל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את המשתתף ווידאו את מעשיהם, על הטלפון החכם השני, תוך שהם מבצעים את הפעולות הבאות, שנאמרה על ידי החוקר: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממצב עמיד, לנער את הטלפון החכם כדי לציין את תחילת המשפט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמשיך לעמוד לפחות 10 שניות. שלב עומד זה יכול לשמש לכיול נטייה טלפון 14. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת לכיסא סמוך ולשבת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקום וללכת 60 מטר למעלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעמוד ולחכות למעלית ולאחר מכן נכנס למעלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את המעלית לקומה השנייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל ונכנסת לסביבה הביתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת לחדר האמבטיה וסיmulate צחצוח שיניים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדמות סירוק שיער. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדמות שטיפת ידיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ידיים יבשים באמצעות מגבת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת למטבח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח מנות ממדף ומניח אותם על הדלפק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא קומקום עם מים מכיור המטבח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הקומקום על אלמנט התנור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים לחם בטוסטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת לחדר האוכל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשבת ליד שולחן בחדר אוכל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדמות לאכול ארוחה ליד השולחן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעמוד וללכת בחזרה לכיור המטבח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את הכלים ומניחים אותם במעמד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת מהמטבח בחזרה למעלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעמוד ולחכות למעלית ולאחר מכן נכנס למעלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את המעלית לקומה הראשונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת 50 מטרים לחדר מדרגות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הדלת ולהיכנס לחדר המדרגות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת עד מדרגות (13 מדרגות, סביב נחיתה, 13 צעדים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את דלת חדר המדרגות למסדרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פונה ימינה והולכים במסדרון במשך 15 מטרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להסתובב וללכת 15 מטרים בחזרה לחדר המדרגות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הדלת ולהיכנס לחדר המדרגות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת במורד מדרגות (13 מדרגות, סביב נחיתה, 13 צעדים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צא מחדר המדרגות ונכנסנו לחדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשכב על מיטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקום וללכת 10 מטרים לרמפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת עד הרמפה, להסתובב, ואז במורד הכבש (20 מ &#39;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך ההליכה לאולם ולפתוח את הדלת לבחוץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכת 100 מטרים על המסלול הסלול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להסתובב וללכת בחזרה לחדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נכנסתי לחדר ולעמוד בנקודת ההתחלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך מעמד, ואז ללחוץ הטלפון החכם כדי לציין את סוף המשפט. </li></ol></li></ol> 3. השלמת משפט <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עצור את הטלפון החכם הקלטת וידאו ולשאול את המשתתף להסיר ולהחזיר את הטלפון החכם ונרתיק. לעצור את נתוני רישום או יישום WMMS על SMArtphone. העתק את הקבצים שנרכשו תנועת נתונים וקבצי וידאו משני הטלפונים למחשב לעיבוד פוסט. </li></ol> לאחר עיבוד 4. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסנכרן עיתוי בין הווידאו ונתונים חיישן גלם על ידי קביעת הזמן שבו הפעולה לרעוד התחילה. תנועה רועדת זה מתאים למסגרת אות תאוצה ווידאו שונה. בדקו שגיאת סנכרון על ידי הפחתת הזמן לנער הסוף מרגע שייק ההתחלה, למקורות נתוני חיישן ווידאו. הבדלי זמן צריכים להיות דומים בין שתי קבוצות נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע זמני שינוי למדינה בפועל מווידאו תקן זהב על ידי הקלטת הפרש הזמן מרגע שייק ההתחלה למסגרת וידאו במעבר בין פעילויות. השתמש בתוכנת עריכת וידאו כדי לקבל תזמון כדי בתוך 0.033 שניות (כלומר, 30 מסגרות לשיעור וידאו שני). השתמש בתוכנת WMMS ליצור שינויים למדינה דומים מנתוני החיישן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור שתי ערכות נתונים, אחדעם פעילויות האמיתיות והשני עם פעילות חזויה, על ידי תיוג הפעילות לכל מסגרת וידאו (המבוסס על השינוי של עיתוי מדינה) ולאחר מכן חישוב הפעילות חזתה בכל פעם מסגרת וידאו מתפוקת WMMS. להערכת ביצועי WMMS, לחשב חיוביים אמיתי, תשלילי שווא, תשלילים אמיתיים, חיוביים שגוי בין פעילות תקן הזהב וWMMS חזה פעילות. להשתמש בפרמטרים אלה כדי לחשב מדדי תוצאות רגישות, סגוליות, ו- F-ציון. הערה: הגדרת סובלנות של 3 חלונות נתונים משני צדי החלון להיות מנותחים יכולה לשמש לקביעת תוצאות שינוי למדינה, ו -2 חלונות נתונים לתוצאות סיווג. לדוגמא, מאז 1 חלונות נתונים השנייה שימשה לWMMS במחקר זה, 3 שניות לפני ואחרי החלון הנוכחי נבדקו, כך ששינויים ברציפות בתוך סובלנות זה התעלם. התמורה שהשינויים של מדינה שיקרו בפחות מ -3 שניות ניתן להתעלם להומא ברוטוניתוח תנועת n מאז מדינות אלה ייחשב חולפים. </li></ol>

<ol>
	<li>Lara, O. D., Labrador, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Survey+on+Human+Activity+Recognition+using+Wearable+Sensors.">A Survey on Human Activity Recognition using Wearable Sensors.</a> IEEE Communications Surveys Tutorials. 15 (3), 1192-1209 (2013).</li><li>Foerster, F., Smeja, M., Fahrenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+posture+and+motion+by+accelerometry:+a+validation+study+in+ambulatory+monitoring.">Detection of posture and motion by accelerometry: a validation study in ambulatory monitoring.</a> Computers in Human Behavior. 15 (5), 571-583 (1999).</li><li>Elsmore, T. F., Naitoh, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Monitoring Activity With a Wrist-Worn Actigraph: Effects of Amplifier Passband and threshold Variations. , (1993).</li><li>Kripke, D. F., Webster, J. B., Mullaney, D. J., Messin, S., Mason, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Measuring sleep by wrist actigraph. , (1981).</li><li>Lockhart, J. W., Pulickal, T., Weiss, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+mobile+activity+recognition.">Applications of mobile activity recognition.</a> Proceedings of the 2012 ACM Conference on Ubiquitous Computing. , 1054-1058 (2012).</li><li>Incel, O. D., Kose, M., Ersoy, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Review+and+Taxonomy+of+Activity+Recognition+on+Mobile+Phones.">A Review and Taxonomy of Activity Recognition on Mobile Phones.</a> BioNanoScience. 3 (2), 145-171 (2013).</li><li>Yang, C. C., Hsu, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Review+of+Accelerometry-Based+Wearable+Motion+Detectors+for+Physical+Activity+Monitoring.">A Review of Accelerometry-Based Wearable Motion Detectors for Physical Activity Monitoring.</a> Sensors. 10 (8), 7772-7788 (2010).</li><li>He, Y., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+Activity+Recognition+Utilizing+the+Built-In+Kinematic+Sensors+of+a+Smartphone.">Physical Activity Recognition Utilizing the Built-In Kinematic Sensors of a Smartphone.</a> International Journal of Distributed Sensor Networks. 2013, (2013).</li><li>Vo, Q. V., Hoang, M. T., Choi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Personalization+in+Mobile+Activity+Recognition+System+using+K-medoids+Clustering+Algorithm.">Personalization in Mobile Activity Recognition System using K-medoids Clustering Algorithm.</a> International Journal of Distributed Sensor Networks. 2013, (2013).</li><li>Dernbach, S., Das, B., Krishnan, N. C., Thomas, B. L., Cook, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+and+Complex+Activity+Recognition+through+Smart+Phones.">Simple and Complex Activity Recognition through Smart Phones.</a> , 214-221 (2012).</li><li>Hache, G., Lemaire, E. D., Baddour, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mobility+change-of-state+detection+using+a+smartphone-based+approach.">Mobility change-of-state detection using a smartphone-based approach.</a> IEEE International Workshop on Medical Measurements and Applications Proceedings (MeMeA). , 43-46 (2010).</li><li>Wu, H. H., Lemaire, E. D., Baddour, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Change-of-state+determination+to+recognize+mobility+activities+using+a+BlackBerry+smartphone.">Change-of-state determination to recognize mobility activities using a BlackBerry smartphone.</a> , 5252-5255 (2011).</li><li>Wu, H., Lemaire, E. D., Baddour, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity+Change-of-state+Identification+Using+a+Blackberry+Smartphone.">Activity Change-of-state Identification Using a Blackberry Smartphone.</a> Journal of Medical and Biological Engineering. 32 (4), 265-271 (2012).</li><li>Tundo, M. D., Lemaire, E., Baddour, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correcting+Smartphone+orientation+for+accelerometer-based+analysis.">Correcting Smartphone orientation for accelerometer-based analysis.</a> IEEE International Symposium on Medical Measurements and Applications Proceedings (MeMeA). , 58-62 (2013).</li><li>Tundo, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Development of a human activity recognition system using inertial measurement unit sensors on a smartphone. , (2014).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

הכרת פעילות אנושית עם מערכת ניטור ניידות לביש קיבלה יותר תשומת לב בשנים האחרונות בשל ההתקדמות הטכנית בתחום מחשוב לביש וטלפונים חכמים והצרכים שיטתיים למדדי תוצאה כמותית, המסייעים בקבלת החלטות קלינית והערכת התערבות בריאות. המתודולוגיה שתוארה במאמר זה הייתה יעילה לה?...

חישה בכל מקום הפכה אזור מחקר מרתק בשל,, מחשוב חזק יותר ויותר קטן בעלות נמוכה וחישת ציוד 1. ניטור ניידות באמצעות חיישנים לביש יצר עניין רב מאז המיקרואלקטרוניקה ברמת הצרכן היא מסוגל לאתר מאפייני תנועה ברמת דיוק גבוה 1. הכרה אנושית פעילות (הר) באמצעות חיישנים לביש היא האזור האחרון של מחקר, עם מחקרים ראשוניים שבוצעו בשנת 1980 ו 1990 2 - 4. טלפונים חכמים מודרניים מכילים חיישנים הדרושים ויכולת חישוב בזמן אמת להכרה פעילות ניידות. ניתוח בזמן אמת במכשיר מאפשר סיווג פעילות והעלאת נתונים ללא שימוש או התערבות חוקר. טלפון חכם עם תוכנת ניתוח ניידות יכול לספק מעקב כושר, ניטור בריאות, נופל זיהוי, בבית או בעבודת אוטומציה, וexercis ניהול עצמיתוכניות דואר 5. יכולים להיחשב טלפונים חכמים פלטפורמות מדידת אינרציה לאיתור פעילויות ניידים ודפוסים ניידים בבני אדם, תוך שימוש בתכונות אות מתמטיות שנוצרו מחושבות עם יציאות חיישן משולבת 6. שיטות נפוצה דור תכונה כוללות היוריסטי, תחום בזמן, תדירות-תחום, וידווה גישות מבוססות ניתוח 7. מערכות HAR הטלפון החכם מודרניות הראו דיוקי חיזוי גבוהים כאשר איתור פעילויות שצוינו 1,5,6,7. מחקרים אלה משתנים במתודולוגיה הערכה, כמו גם דיוק שכן רוב המחקרים הסט שלהם הכשרה, התקנה סביבתית, ופרוטוקול איסוף נתונים. רגישות, סגוליות, דיוק, כזכור, דיוק, ו- F-ציון משמשים בדרך כלל כדי לתאר את איכות חיזוי. עם זאת, לא מעט מידע נגיש בשיטות להכרה &quot;פעילות מקבילה&quot; והערכה של היכולת לזהות שינויים בפעילות בזמן אמת1, למערכות HAR המנסים לסווג את מספר פעילויות. שיטות הערכה לדיוק מערכת HAR להשתנות באופן משמעותי בין מחקרים. ללא קשר לאלגוריתם המיון או תכונות שימושיות, התיאורים של שיטות הערכה סטנדרטי זהב מעורפלים עבור רוב מחקר HAR. הכרת פעילות בסביבה היומיומית לא נחקרה בהרחבה. רוב מערכות הכרת פעילות מבוססת הטלפון החכם מוערכות באופן מבוקר, שהוביל לפרוטוקול הערכה שעשויה להיות יתרון לאלגוריתם ולא מציאותי לסביבה בעולם אמיתי. בתוך תכנית הערכתם, משתתפים לעתים קרובות לבצע רק פעולות שנועדו לחיזוי, ולא יישום מגוון גדול של פעילויות מציאותיות למשתתף לבצע ברצף, מחקה אירועי חיים אמיתיים. HAR הטלפון החכם כמה מחקרי פעילויות 8,9 קבוצה דומות ביחד, כגון מדרגות והליכה, אבל לא לכלול פעילויות אחרות מקבוצת הנתונים. דיוק חיזוי נקבע אז על ידי כמה טוב האלגוריתם זיהה את פעילות היעד. Dernbach et al. 9 משתתפים היו לכתוב את הפעילות שהם עומדים לבצע לפני שעברו, קוטע את מעברי שינוי-של-מדינה רציפות. הערכות מערכת HAR צריכים להעריך את האלגוריתם בעוד המשתתף מבצע פעולות טבעיות בסביבת חיים יומיומית. זה יאפשר הערכת חיים אמיתיים שמשכפלת שימוש יומיומי של היישום. מעגל מציאותי כולל שינויים רבים למדינה, כמו גם שילוב של פעולות לא חיזוי על ידי המערכת. חוקר אז יכול להעריך את התגובה של האלגוריתם לתנועות נוספות אלה, ובכך להעריך את החוסן של האלגוריתם לתנועות חריגות. מאמר זה מציג פרוטוקול הערכת מערכת ניטור ניידות לביש (WMMS) שמשתמש כמובן בשליטה המשקפת סביבות יומיומיות בחיים אמיתיים. WMMSהערכה אז יכולה להיות שנעשתה בתנאים מבוקרים, אבל מציאותיים. בפרוטוקול זה, אנו משתמשים WMMS דור שלישי שפותח באוניברסיטת אוטווה אוטווה ובית החולים מכון מחקר 11-15. WMMS תוכנן עבור טלפונים חכמים עם תאוצה תלת-הצירי וג&#39;ירוסקופ. אלגוריתם הניידות מהווה השתנות משתמש, מספק ירידה במספר של תוצאות חיוביות שגויות לזיהוי שינויים-של-מדינה, ומגביר את הרגישות בסיווג פעילות. מזעור תוצאות חיוביות שגויות הוא חשוב מאז WMMS מפעיל הקלטת וידאו קליפ קצרה כאשר שינויי פעילות של המדינה מזוהות, להערכת פעילות תלויה-קשר שמשפר את סיווג WMMS נוסף. הקלטת וידאו מיותרת יוצרת חוסר יעילות באחסון ושימוש בסוללה. אלגוריתם WMMS בנוי כמודל למידה חישובית נמוך והוערכו באמצעות רמות שונות חיזוי, שבו עלייה ברמת חיזוי מסמנת עלייה בכמותפעולות של זיהוי.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1314">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:516px;">Smartphone or wearable measurement device</td>
			<td style="width:627px;">Blackberry</td>
			<td style="width:108px;">Z10</td>
			<td style="width:64px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Smartphone for video recording</td>
			<td>Blackberry</td>
			<td>Z10 or 9800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Phone holster</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Data logger application for the smartphone</td>
			<td>BlackBerry World - TOHRC Data Logger for BlackBerry 10</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://appworld.blackberry.com/webstore/content/32013891/?countrycode=CA">http://appworld.blackberry.com/webstore/content/32013891/?countrycode=CA</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Wearable mobility measurement</td>
			<td>Custom Blackberry 10 and Matlab software for mobility monitoring</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.irrd.ca/cag/smartphone/">http://www.irrd.ca/cag/smartphone/</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Video editing or analysis software</td>
			<td>Motion Analysis Tools</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.irrd.ca/cag/mat/">http://www.irrd.ca/cag/mat/</a></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of a smartphone-based human activity recognition system in a daily living environment

An evaluation method that includes continuous activities in a daily-living environment was developed for Wearable Mobility Monitoring Systems (WMMS) that attempt to recognize user activities. Participants performed a pre-determined set of daily living actions within a continuous test circuit that included mobility activities (walking, standing, sitting, lying, ascending/descending stairs), daily living tasks (combing hair, brushing teeth, preparing food, eating, washing dishes), and subtle environment changes (opening doors, using an elevator, walking on inclines, traversing staircase landings, walking outdoors). 
To evaluate WMMS performance on this circuit, fifteen able-bodied participants completed the tasks while wearing a smartphone at their right front pelvis. The WMMS application used smartphone accelerometer and gyroscope signals to classify activity states. A gold standard comparison data set was created by video-recording each trial and manually logging activity onset times. Gold standard and WMMS data were analyzed offline. Three classification sets were calculated for each circuit: (i) mobility or immobility, ii) sit, stand, lie, or walking, and (iii) sit, stand, lie, walking, climbing stairs, or small standing movement. Sensitivities, specificities, and F-Scores for activity categorization and changes-of-state were calculated.
The mobile versus immobile classification set had a sensitivity of 86.30% &#177; 7.2% and specificity of 98.96% &#177; 0.6%, while the second prediction set had a sensitivity of 88.35% &#177; 7.80% and specificity of 98.51% &#177; 0.62%. For the third classification set, sensitivity was 84.92% &#177; 6.38% and specificity was 98.17 &#177; 0.62. F1 scores for the first, second and third classification sets were 86.17 &#177; 6.3, 80.19 &#177; 6.36, and 78.42 &#177; 5.96, respectively. This demonstrates that WMMS performance depends on the evaluation protocol in addition to the algorithms. The demonstrated protocol can be used and tailored for evaluating human activity recognition systems in rehabilitation medicine where mobility monitoring may be beneficial in clinical decision-making.

פרוטוקול המחקר נערך עם מדגם נוחות של חמש עשרה משתתפי הכשירים שממוצע משקל היה 68.9 (± 11.1) קילוגרם, גובה היה 173.9 (± 11.4) סנטימטר, והגיל היה 26 (± 9) שנים, גויס מבית החולים אוטווה ואוניברסיטת אוטווה צוות והתלמידים. טלפון חכם שנתפס נתוני חיישן בשיעור 40-50 הרץ משתנה. וריאציות קצב דגי...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of a Smartphone-based Human Activity Recognition System in a Daily Living Environment at JoVE.com

Evaluation of a Smartphone-based Human Activity Recognition System in a Daily Living Environment

A standardized evaluation method was developed for Wearable Mobility Monitoring Systems (WMMS) that includes continuous activities in a realistic daily living environment. Testing with a series of daily living activities can decrease activity recognition sensitivity; therefore, realistic testing circuits are encouraged for valid evaluation of WMMS performance.

הערכה של מערכת פעילות אנושית המבוססת על טלפון חכם הכרה בימי סביבת חיים

An evaluation method that includes continuous activities in a daily-living environment was developed for Wearable Mobility Monitoring Systems (WMMS) that ...

evaluation-smartphone-based-human-activity-recognition-system-daily

Research

JoVE Journal

Behavior

8.8K Views.  University of Ottawa. A standardized evaluation method was developed for Wearable Mobility Monitoring Systems (WMMS) that includes continuous activities in a realistic daily living environment. Testing with a series of daily living activities can decrease activity recognition sensitivity; therefore, realistic testing circuits are encouraged for valid evaluation of WMMS performance.

Video: Evaluation of a Smartphone-based Human Activity Recognition System in a Daily Living Environment

Construction of Microdrive Arrays for Chronic Neural Recordings in Awake Behaving Mice

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field potentials (LFPs) from populations of neurons and action potentials from individual cells, as the animal engages in experimentally relevant tasks. Chronically implanted microdrives allow for brain recordings to last over periods of several weeks. Miniaturized drives and lightweight components allow for these long-term recordings to occur in small mammals, such as mice. By using tetrodes, which consist of tightly braided bundles of four electrodes in which each wire has a diameter of 12.5 &mu;m, it is possible to isolate physiologically active neurons in superficial brain regions such as the cerebral cortex, dorsal hippocampus, and subiculum, as well as deeper regions such as the striatum and the amygdala. Moreover, this technique insures stable, high-fidelity neural recordings as the animal is challenged with a variety of behavioral tasks. This manuscript describes several techniques that have been optimized to record from the mouse brain. First, we show how to fabricate tetrodes, load them into driveable tubes, and gold-plate their tips in order to reduce their impedance from M&Omega; to K&Omega; range. Second, we show how to construct a custom microdrive assembly for carrying and moving the tetrodes vertically, with the use of inexpensive materials. Third, we show the steps for assembling a commercially available microdrive (Neuralynx VersaDrive) that is designed to carry independently movable tetrodes. Finally, we present representative results of local field potentials and single-unit signals obtained in the dorsal subiculum of mice. These techniques can be easily modified to accommodate different types of electrode arrays and recording schemes in the mouse brain.

The design and assembly of microdrives for in vivo electrophysiological recordings of brain signals from the mouse is described. By attaching microelectrode bundles to sturdy driveable carriers, these techniques allow for long-term and stable neural recordings. The lightweight design allows for unrestricted behavioral performance by the animal following drive implantation.

בנייה של מערכי Microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים ערים

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field ...

Two-photon Calcium Imaging in Mice Navigating a Virtual Reality Environment

In recent years, two-photon imaging has become an invaluable tool in neuroscience, as it allows for chronic measurement of the activity of genetically identified cells during behavior1-6. Here we describe methods to perform two-photon imaging in mouse cortex while the animal navigates a virtual reality environment. We focus on the aspects of the experimental procedures that are key to imaging in a behaving animal in a brightly lit virtual environment. The key problems that arise in this experimental setup that we here address are: minimizing brain motion related artifacts, minimizing light leak from the virtual reality projection system, and minimizing laser induced tissue damage. We also provide sample software to control the virtual reality environment and to do pupil tracking. With these procedures and resources it should be possible to convert a conventional two-photon microscope for use in behaving mice.

Here we describe the experimental procedures involved in two-photon imaging of mouse cortex during behavior in a virtual reality environment.

סידן הדמיה שני פוטונים בעכברים ניווט סביבת מציאות מדומה

In recent years, two-photon imaging has become an invaluable tool in neuroscience, as it allows for chronic measurement of the activity of genetically ...

Development of a Virtual Reality Assessment of Everyday Living Skills

Cognitive impairments affect the majority of patients with schizophrenia and these impairments predict poor long term psychosocial outcomes.&#160; Treatment studies aimed at cognitive impairment in patients with schizophrenia not only require demonstration of improvements on cognitive tests, but also evidence that any cognitive changes lead to clinically meaningful improvements.&#160; Measures of &#8220;functional capacity&#8221; index the extent to which individuals have the potential to perform skills required for real world functioning. &#160;Current data do not support the recommendation of any single instrument for measurement of functional capacity.&#160; The Virtual Reality Functional Capacity Assessment Tool (VRFCAT) is a novel, interactive gaming based measure of functional capacity that uses a realistic simulated environment to recreate routine activities of daily living. Studies are currently underway to evaluate and establish the VRFCAT&#8217;s sensitivity, reliability, validity, and practicality.&#160;This new measure of functional capacity is practical, relevant, easy to use, and has several features that improve validity and sensitivity of measurement of function in clinical trials of patients with CNS disorders.

A challenge for proving treatment efficacy for cognitive impairments in schizophrenia is finding the optimizing measurement of skills related to everyday functioning.&#160; The Virtual Reality Functional Capacity Assessment Tool (VRFCAT) is an interactive gaming based computerized measure aimed at skills associated with everyday functioning, including baseline impairments and treatment related changes.

פיתוח של הערכת מציאות מדומה של מיומנויות חיי היומיום

Cognitive impairments affect the majority of patients with schizophrenia and these impairments predict poor long term psychosocial outcomes.&#160; ...

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with schizophrenia who are at familial high risk (FHR) may show similar cognitive and emotional changes. However, the neurological changes underlying the emergence of these symptoms remain unclear. This study sought to identify differences in frontal, striatal, and limbic regions in children and adolescents with FHR using functional magnetic resonance imaging. Groups of 21 children and adolescents at FHR and 21 healthy controls completed an emotional oddball task that relied on selective attention and the suppression of task-irrelevant emotional information. The standard oddball task was modified to include aversive and neutral distractors in order to examine potential group differences in both emotional and executive processing. This task was designed specifically to allow for children and adolescents to complete by keeping the difficulty and emotional image content age-appropriate. Furthermore, we demonstrate a technique for suitable fMRI registration for children and adolescent participants. This paradigm may also be applied in future studies to measure changes in neural activity in other populations with hypothesized developmental changes in executive and emotional processing.

This paper describes how to use the emotional oddball task and fMRI to measure brain activation in children and adolescents at familial high risk for schizophrenia (FHR).&#160;FMRI was used to measure differences in fronto-striato-limbic regions during an emotional oddball task. Children with FHR exhibited abnormal functional activation during adolescence.

מדידה של פעילות פרונטו-הלימבית שימוש מוזר משימה רגשית בילדים בסיכון גבוה לסכיזופרניה משפחתי

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

A Protocol for Housing Mice in an Enriched Environment

Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent studies demonstrate that environmental enrichment decreases adiposity, increases energy expenditure, resists diet induced obesity, and causes cancer remission and inhibition in mice. EE typically consists of larger living space, a variety of &#8216;toys&#8217; to interact with, running wheels, and can include a number of other novel environmental changes. All of this fosters a more complex social engagement, cognitive and physical stimulations. Importantly, the toy location and type of toy is changed regularly, which encourages the mice to adapt to a frequently changing and novel environment. Many variables can be manipulated in EE to promote health effects in mice. Thus these approaches are difficult to control and must be properly managed to successfully replicate the associated phenotypes. Therefore, the goal of this video is to demonstrate how EE is properly set up and maintained to assure a complex, challenging, and controlled environment so that other researchers can easily reproduce the protective effects of EE against obesity and cancer.

Environmental enrichment for mice requires a complex and challenging setup, as well as comprehensive husbandry and handling techniques to assure robust metabolic and anti-cancer effects in the mice. This protocol provides detailed procedures to reproduce the above mentioned effects in mice.

פרוטוקול לעכברי שיכון בסביבה מועשרת

Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent ...

A Method to Study Adaptation to Left-Right Reversed Audition

An unusual sensory space is one of the effective tools to uncover the mechanism of adaptability of humans to a novel environment. Although most of the previous studies have used special spectacles with prisms to achieve unusual spaces in the visual domain, a methodology for studying the adaptation to unusual auditory spaces has yet to be fully established. This study proposes a new protocol to set-up, validate, and use a left-right reversed stereophonic system using only wearable devices, and to study the adaptation to left-right reversed audition with the help of neuroimaging. Although individual acoustic characteristics are not yet implemented, and slight spillover of unreversed sounds is relatively uncontrollable, the constructed apparatus shows high performance in a 360&#176; sound source localization coupled with hearing characteristics with little delay. Moreover, it looks like a mobile music player and enables a participant to focus on daily life without arousing curiosity or drawing attention of other individuals. Since the effects of adaptation were successfully detected at the perceptual, behavioral, and neural levels, it is concluded that this protocol provides a promising methodology for studying adaptation to left-right reversed audition, and is an effective tool for uncovering the adaptability of humans to a novel environments in the auditory domain.

The present study proposes a protocol to investigate the adaptation to left-right reversed audition achieved only by wearable devices, using neuroimaging, which can be an effective tool for uncovering the adaptability of humans to a novel environment in the auditory domain.

שיטה ללמוד ההסתגלות משמאל הפוך האודישן

An unusual sensory space is one of the effective tools to uncover the mechanism of adaptability of humans to a novel environment. Although most of the ...

Measuring the Kinematics of Daily Living Movements with Motion Capture Systems in Virtual Reality

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based assessments of IADL are easy to use but prone to subjective bias. Here, we describe a novel virtual reality (VR) test to assess two complex IADL tasks: handling financial transactions and using public transportation. While a participant performs the tasks in a VR setting, a motion capture system traces the position and orientation of the dominant hand and head in a three-dimensional Cartesian coordinate system. Kinematic raw data are collected and converted into &#39;kinematic performance measures,&#39; i.e., motion trajectory, moving distance, and time to completion. Motion trajectory is the path of a particular body part (e.g., dominant hand or head) in space. Moving distance refers to the total distance of the trajectory, and time to completion is how long it took to complete an IADL task. These kinematic measures could discriminate patients with cognitive impairment from healthy controls. The development of this kinematic measuring protocol allows detection of early IADL-related cognitive impairments.

We designed a virtual reality test to assess instrumental activities of daily living (IADL) with a motion capture system. We propose a detailed kinematic analysis to interpret the participant&#39;s various movements, including trajectory, moving distance, and time to completion to evaluate IADL capabilities.

מדידה קינמטיקה של תנועות החיים יומי עם מערכות לכידת תנועה במציאות וירטואלית

The inability to complete instrumental activities of daily living (IADL) is a precursor to various neuropsychological diseases. Questionnaire-based ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various physiological or pathological changes. The object location task (OLT) and the novel object recognition task (NORT) are two effective behavioral tasks commonly used to reveal the function and relative health of specific brain regions involved in memory. While both of these tests exploit the inherent preference of mice for the novelty to reveal memory for previously encountered objects, the OLT primarily evaluates spatial learning, which relies heavily on hippocampal activity. The NORT, in contrast, evaluates non-spatial learning of object identity, which relies on multiple brain regions. Both tasks require an open-field-testing arena, objects with equivalent intrinsic value to mice, appropriate environmental cues, and video recording equipment and the software. Commercially available systems, while convenient, can be costly. This manuscript details a simple, cost-effective method for building the arenas and setting up the equipment necessary to perform the OLT and NORT. Furthermore, the manuscript describes an efficient testing protocol that incorporates both OLT and NORT and provides typical methods for data acquisition and analysis, as well as representative results. Successful completion of these tests can provide valuable insight into the memory function of various mouse model systems and appraise the underlying neural regions that support these functions.

Here we provide a protocol which includes comprehensive instructions for the economical establishment of murine object location and novel object recognition behavioral testing, including the design, cost, and construction of required equipment as well as execution of behavioral testing, data collection, and analysis.

הרומן וראייה ומיקום אובייקט ההתנהגותי בוחן בעכברים על תקציב

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

Impact of High-intensity Interval Exercise and Moderate-Intensity Continuous Exercise on the Cardiac Troponin T Level at an Early Stage of Training

An elevation in cardiac troponin T (cTnT), as a highly specific biomarker of cardiomyocyte damage, after moderate-intensity continuous exercise (MCE) has been described. The exercise-induced cTnT response distorts the diagnostic role of the cTnT assay. Although high-intensity interval exercise (HIE) is growing in popularity and concerns remain about its safety, available data related to cTnT release after HIE is limited, which hampers the use of HIE as a health intervention. Here, we present three representative HIE protocols [traditional HIE (repeated 4 min cycling at 90% V&#775;O2max interspersed with 3 min rest, 200 kJ/session); sprint interval exercise (SIE, repeated 1 min cycling at 120% V&#775;O2max interspersed with 1.5 min rest, 200 kJ/session); and repeated sprint exercise (RSE, 40 x 6 s all-out sprints interspersed with 9 s rest)] and one representative MCE protocol (continuous cycling exercise at an intensity of 60% V&#775;O2max, 200 kJ/session). Forty-seven sedentary, overweight young women were randomly assigned to one of four groups (HIE, SIE, RSE, and MCE). Six bouts of respective exercise were performed by every single group, with each being 48 h apart. Meanwhile, for four groups, the duration of the entire testing period was identical, being 10 days. Before and after the first and final exercise bouts, an assessment was conducted of cTnT. The current study provides a frame of reference giving a clear picture of how a specific exercise session affects the circulating cTnT concentration at the early stage of training. The information may assist with clinical interpretations of post-exercise cTnT elevation and guide the prescription of exercise, especially for HIE.

Here, we present protocols of high-intensity interval and moderate-intensity continuous exercise to observe the response of circulating cardiac troponin T (cTnT) concentration to acute exercise over 10 days. The information may assist with clinical interpretations of post-exercise cTnT elevation and guide the prescription of exercise.

ההשפעה של פעילות גופנית מרווח גבוה בעוצמה בינונית-עוצמה רציפה פעילות ברמה של הלב Troponin T בשלב מוקדם של האימון

An elevation in cardiac troponin T (cTnT), as a highly specific biomarker of cardiomyocyte damage, after moderate-intensity continuous exercise (MCE) has ...

Optogenetic Manipulation of Neuronal Activity to Modulate Behavior in Freely Moving Mice

Optogenetic modulation of neuronal circuits in freely moving mice affects acute and long-term behavior. This method is able to perform manipulations of single neurons and region-specific transmitter release, up to whole neuronal circuitries in the central nervous system, and allows the direct measurement of behavioral outcomes. Neurons express optogenetic tools via an injection of viral vectors carrying the DNA of choice, such as Channelrhodopsin2 (ChR2). Light is brought into specific brain regions via chronic optical implants that terminate directly above the target region. After two weeks of recovery and proper tool-expression, mice can be repeatedly used for behavioral tests with optogenetic stimulation of the neurons of interest.
Optogenetic modulation has a high temporal and spatial resolution that can be accomplished with high cell specificity, compared to the commonly used methods such as chemical or electrical stimulation. The light does not harm neuronal tissue and can therefore be used for long-term experiments as well as for multiple behavioral experiments in one mouse. The possibilities of optogenetic tools are nearly unlimited and enable the activation or silencing of whole neurons, or even the manipulation of a specific receptor type by light.
The results of such behavioral experiments with integrated optogenetic stimulation directly visualizes changes in behavior caused by the manipulation. The behavior of the same animal without light stimulation as a baseline is a good control for induced changes. This allows a detailed overview of neuronal types or neurotransmitter systems involved in specific behaviors, such as anxiety. The plasticity of neuronal networks can also be investigated in great detail through long-term stimulation or behavioral observations after optical stimulation. Optogenetics will help to enlighten neuronal signaling in several kinds of neurological diseases.

With optogenetic manipulation of specific neuronal populations or brain regions, behavior can be modified with high temporal and spatial resolution in freely moving animals. By using different optogenetic tools in combination with chronically implanted optical fibers, a variety of neuronal modulations and behavioral testing can be performed.

מניפולציה אופטוגנטית של פעילות עצבית לווסת את ההתנהגות בעכברים נעים בחופשיות

Optogenetic modulation of neuronal circuits in freely moving mice affects acute and long-term behavior. This method is able to perform manipulations of ...