Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu çalışmada, tasarlamak ve gıda alımı şekillerinin algılar bir gözlük-türü giyilebilir cihaz üretim bir protokol sunar ve yük hücreleri kullanarak seçme diğer fiziksel aktiviteler gözlük her iki menteşeler eklenmiş.
Bu çalışmada, tasarlamak ve gıda alımı ve diğer fiziksel aktiviteler sırasında temporalis kas faaliyetleri şekillerinin algılar bir gözlük-türü giyilebilir cihaz üretim protokolleri bir dizi sunuyor. Biz 3D baskılı şasesi gözlük ve her iki menteşeler çerçeve içinde eklenen bir yük hücre entegre baskılı devre kartı (PCB) modülü imal edilmiştir. Modül kuvvet sinyalleri almak ve onları kablosuz olarak iletmek için kullanıldı. Bu yordamlar sisteme yürüyüş ve salladıktan gibi pratik giyen koşullarında değerlendirilmesi daha yüksek mobilite sağlayan. Sınıflandırma performansını da gıda alımı şekillerinin bu fiziksel aktivitelerden ayırt tarafından değerlendirilir. Sinyalleri önişlem, özellik vektörel çizimler oluşturmak ve birkaç kalıpları tanımak için kullanılan algoritmaları bir dizi özel (çiğneme ve göz kırpıyor) faaliyetleri ve diğer fiziksel aktiviteler (sedanter dinlenme, konuşma ve yürüme). Sonuçları ortalama F1 Puan sınıflandırma seçme aktivitelerin yanı sıra %91.4 olduğunu gösterdi. Biz bu yaklaşım otomatik ve objektif ingestive davranışlarını ingestive sorunlarını tedavi etmek için pratik araç olarak daha yüksek doğruluk ile izlemek için potansiyel olarak yararlı olabilir inanıyoruz.
Aşırı enerji birikimi olan çeşitli tıbbi komplikasyonlar2' neden olabilir overweightness ve obezite1, neden olabilir gibi sürekli ve objektif gıda alımı izleme insan vücudundaki enerji dengesini korumak için önemlidir. Enerji dengesizliği ana faktörler aşırı gıda alımı ve yetersiz fiziksel aktivite3olduğu bilinmektedir. Günlük enerji harcama izleme çeşitli çalışmalar ile otomatik ve objektif ölçüm ile takılabilir cihazlar4,5,6, fiziksel aktivite desen bile, ortaya konan son tüketici düzey ve tıbbi sahne7. Gıda alımı izleme ancak, gıda alımı faaliyet doğrudan ve objektif bir şekilde tespit etmek zordur bu yana hala laboratuvar, ortamda araştırmadır. Burada, mevcut bir aygıt tasarım ve gıda alımı ve fiziksel aktivite desen günlük yaşamda pratik düzeyde izleme, değerlendirme hedefliyoruz.
Gıda alımı ile çiğneme ve yutma sesler8,9,10, bilek11,12,13hareketi izlemek için görüntü çeşitli dolaylı yaklaşımlar olmuştur analiz14ve electromyogram (EMG)15. Ancak, bu yaklaşımların günlük yaşam uygulamaları için doğal sınırlamaları nedeniyle uygulamak zordu: ses kullanarak yöntemler tarafından çevresel ses; etkisinde savunmasız edildi bilek hareketi kullanarak yöntemler gıda tüketen değil ne zaman diğer fiziksel aktivitelerden ayırt etmek zor; ve belgili tanımlık imge ve EMG sinyalleri kullanarak yöntemler hareketi ve çevre sınır tarafından kısıtlanır. Bu çalışmalar sensörleri kullanarak gıda alımının otomatik algılama yeteneğini gösterdi ama hala pratik uygulanabilirliği laboratuvar ayarlardan günlük yaşam için bir sınırlama vardı.
Bu çalışmada, biz temporalis kas aktivitesi şekillerinin otomatik ve objektif gıda alımı izleme olarak kullanılır. Genel olarak, temporalis kas kasılma ve gevşeme sırasında gıda alımı16,17masticatory kas bir parçası olarak yineler; Böylece, gıda alımı etkinlik temporalis kas aktivitesi periyodik şekillerinin algılayarak izlenebilir. Son zamanlarda, birçok araştırma temporalis kullanan EMG veya piezoelektrik zorlanma kullanılan etkinlik18,19,20,21, kas olmuştur sensör ve onlara doğrudan insan bağlama Cilt. Bu yaklaşımlar, ancak, EMG elektrotlar veya zorlanma sensörleri cilt konumunu hassas olduğunu ve fiziksel hareketini ve terleme nedeniyle deriden kolayca müstakil. Bu nedenle, bu anlamda temporalis etkinlik aracılığıyla bizim önceki çalışma22her iki menteşeler takılı iki yük hücreleri kas gözlük kullanarak yeni ve etkili bir yöntem önerdi. Bu yöntem deri temas etmeden yüksek bir doğruluk ile gıda alımı aktivite tespit büyük potansiyel gösterdi. Biz ortak bir gözlük-türü aygıtı kullanılan o da un rahatsızlık verici ve non-müdahaleci, vardı.
Bu çalışmada, biz mevcut bir dizi ayrıntılı protokol, gözlük-türü aygıt uygulamak ve desenler temporalis kas aktivitesinin gıda alımı ve fiziksel aktivite izlemek için kullanın. İletişim kuralları donanım tasarımı ve bir 3D baskılı çerçeve gözlük, bir devre modülü ve bir veri alma modülü oluşan üretim süreci ve veri işleme ve analiz için kullanılan yazılım algoritmaları içerir. Ayrıca birkaç seçme faaliyetleri (çiğneme, yürüyüş ve göz kırpıyorörneğin,) arasında sınıflandırma incelendiğinde potansiyel gıda alımı ve diğer fiziksel aktivite arasında bir dakika fark söyleyebilirim pratik bir sistem olarak göstermek için desenler.
Not: sadece gözlük takıyor non-invaziv bir şekilde tarafından insan denekler kullanımı da dahil olmak üzere tüm yordamları başarılı. Tüm verileri güç sinyal--dan yük hücreleri cilt ile doğrudan temas değildi gözlüklü eklenen ölçerek elde. Kablosuz olarak, ki bu durumda çalışma için belirlenmiş bir smartphone veri kayıt modülü için aktarılan veri. Tüm iletişim kuralları için in vivoilgili değil /vitro insan çalışmaları. Hiçbir ilaç ve kan örnekleri deneyler için kullanılmıştır. Aydınlatılmış onam deneyler tüm konular elde edildi.
1. bir sensör ile tümleşik devre modül imalatı
2. gözlük çerçeve 3D baskı
3. tüm parçaları gözlük Meclisi
4. veri toplama sisteminin geliştirilmesi
Not: Veri koordinat belirleme sistemi verici modül ve veri alma modülü bir veri oluşur. Veri aktarma modülü zaman okur ve kuvvet her iki sinyalleri ve sonra alınan verileri toplar ve bunları .tsv için yazar veri alan modüle gönderir.
5. veri toplama bir kullanıcı çalışma
Not: Bu çalışmada altı seçme etkinliği kümeleri toplanan: yerleşik kalan (SR), sedanter çiğneme (SC), (W) yürüyüş, (CW) yürürken çiğneme, sedanter konuşan (ST) ve sedanter wink (SW).
6. sinyal ön işleme ve segmentasyon
Not: Sol ve sağ sinyalleri aşağıdaki yordamlarda da ayrı ayrı hesaplanır.
7. nesil özelliği vektörel çizimler
Not: Bir özelliği vektör çerçeve Protokolü bölümünde 6 üretilen başına oluşturulur. Sol ve sağ çerçeve ayrı ayrı hesaplanır ve aşağıdaki yordamları özelliği vektörde birleştirilecektir. Tüm yordamları MATLAB'de uygulanan edildi.
8. sınıf etkinliklerine sınıflandırılması
Not: Verilen sorunu (Yani, özellik vektörel çizimler) en iyi doğruluk gösteren parametreleri belirleyerek bir destek vektör makine (SVM)23 Sınıflandırıcısı modelini seçin Bu adımdır. SVM tekniği, genelleme ve sınıflar ile çekirdek işlevi arasında en yüksek bir marj kullanarak sağlamlık mükemmel performans gösteren öğrenme iyi bilinen denetimli bir makinedir. Biz bir-arama ve çapraz doğrulama yöntemi bir ceza parametre C ve bir çekirdek tanımlamak için kullanılan parametre γ Radyal temel işlevi (RBF) çekirdek. Öğrenme teknikleri ve SVM makine en az bir anlayış aşağıdaki yordamları gerçekleştirmek için gereklidir. Bazı başvuru malzemeleri23,24,25 öğrenme teknikleri ve SVM algoritması makine daha iyi anlamak için tavsiye edilir. Bu bölümdeki yordamlar LibSVM25 yazılım paketi kullanarak uygulanan edildi.
İletişim kuralında belirtilen işlemleri yoluyla iki yorum-in 3D yazdırılan çerçeve baş parça, LH (133 ve 138 mm) ve tapınaklar, LT (110 ve 125 mm), uzunluğu ayırt tarafından şekil 4' te gösterildiği gibi hazırladık. Bu nedenle, çeşitli konularda kafa büyüklüğü, şekli, vb konularda bir kullanıcı çalışma için kafasına uyacak çerçeve açmadı olabilir birkaç giyen koşulları kapağı olabilir. ...
Bu çalışmada, ilk tasarım ve üretim sürecini gıda alımı ve fiziksel aktivite alışkanlıkları anlamda gözlük önerdi. Bu çalışma olarak ağırlıklı olarak gıda alımı (yürüyüş ve göz kırpıyor gibi) diğer fiziksel aktiviteler ayırmak için veri analizi üzerinde duruldu, sensör ve veri toplama sistemi hareketlilik kayıt uygulanması gerekli. Böylece sistem sensörler, kablosuz iletişim yeteneği ile MCU ve pil dahil. Bir roman ve bir temassız şekilde temporalis kas aktivitesi nedeniyle g...
Yazarlar ifşa gerek yok.
Bu eser Envisible, Inc. tarafından desteklenmiştir Bu çalışma aynı zamanda vermek için refah, Kore Cumhuriyeti (HI15C1027) Korece sağlık teknoloji R & D proje, Sağlık Bakanlığı tarafından desteklenmiştir. Bu araştırma da Ulusal Araştırma Vakfı Kore tarafından (NMK-2016R1A1A1A05005348) destek verdi.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
FSS1500NSB | Honeywell, USA | Load cell | |
INA125U | Texas Instruments, USA | Amplifier | |
ESP-07 | Shenzhen Anxinke Technology, China | MCU with Wi-Fi module | |
74LVC1G3157 | Nexperia, The Netherlands | Multiplexer | |
MP701435P | Maxpower, China | LiPo battery | |
U1V10F3 | Pololu, USA | Voltage regulator | |
Ultimaker 2 | Ultimaker, The Netherlands | 3D printer | |
ColorFabb XT-CF20 | ColorFabb, The Netherlands | Carbon fiber filament | |
iPhone 6s Plus | Apple, USA | Data acquisition device | |
Jelly Belly | Jelly Belly Candy Company, USA | Food texture for user study |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır