Name: design and evaluation of smart glasses for food intake and physical activity classification
Uploaded: 2018-02-14T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design and Evaluation of Smart Glasses for Food Intake and Physical Activity Classification at JoVE.com

Эта работа была поддержана Envisible, Inc. Это исследование было также поддержано грант Корейского здравоохранения технологии R & D проекта, министерства здравоохранения и благосостояния, Республика Корея (HI15C1027). Это исследование было также поддержано Национальный исследовательский фонд Кореи (СР 2016R1A1A1A05005348).

Примечание: Все процедуры, включая использование человеческих субъектов были выполнены по неинвазивным способом просто носить очки. Все данные были приобретены путем измерения силы сигналов от Тензодатчики вставлен в очках, которые не были в непосредственном контакте с кожей. Беспро?...

<ol>
	<li>Sharma, A. M., Padwal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Obesity+is+a+sign-over-eating+is+a+symptom:+an+aetiological+framework+for+the+assessment+and+management+of+obesity.">Obesity is a sign-over-eating is a symptom: an aetiological framework for the assessment and management of obesity.</a> Obes Rev. 11 (5), 362-370 (2010).</li><li>Pi-Sunyer, F. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+guidelines+on+the+identification,+evaluation,+and+treatment+of+overweight+and+obesity+in+adults.">Clinical guidelines on the identification, evaluation, and treatment of overweight and obesity in adults.</a> Am J Clin Nutr. 68 (4), 899-917 (1998).</li><li>McCrory, P., Strauss, B., Wahlqvist, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+balance,+food+intake+and+obesity.">Energy balance, food intake and obesity.</a> Exer Obes. , (1994).</li><li>Albinali, F., Intille, S., Haskell, W., Rosenberger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proceedings of the 12th ACM international conference on Ubiquitous computing. , 311-320 (2010).</li><li>Bonomi, A., Westerterp, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+physical+activity+monitoring+and+lifestyle+interventions+in+obesity:+a+review.">Advances in physical activity monitoring and lifestyle interventions in obesity: a review.</a> Int J Obes. 36 (2), 167-177 (2012).</li><li>Jung, S., Lee, J., Hyeon, T., Lee, M., Kim, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabric-Based+Integrated+Energy+Devices+for+Wearable+Activity+Monitors.">Fabric-Based Integrated Energy Devices for Wearable Activity Monitors.</a> Adv Mater. 26 (36), 6329-6334 (2014).</li><li>Fulk, G. D., Sazonov, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+sensors+to+measure+activity+in+people+with+stroke.">Using sensors to measure activity in people with stroke.</a> Top Stroke Rehabil. 18 (6), 746-757 (2011).</li><li>Makeyev, O., Lopez-Meyer, P., Schuckers, S., Besio, W., Sazonov, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+food+intake+detection+based+on+swallowing+sounds.">Automatic food intake detection based on swallowing sounds.</a> Biomed Signal Process Control. 7 (6), 649-656 (2012).</li><li>P&#228;&#223;ler, S., Fischer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+intake+activity+detection+using+an+artificial+neural+network.">Food intake activity detection using an artificial neural network.</a> Biomed Tech (Berl). , (2012).</li><li>Passler, S., Fischer, W. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+intake+monitoring:+Automated+chew+event+detection+in+chewing+sounds.">Food intake monitoring: Automated chew event detection in chewing sounds.</a> IEEE J Biomed Health Inform. 18 (1), 278-289 (2014).</li><li>Kadomura, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> CHI'13 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems. , 1551-1556 (2013).</li><li>Fontana, J. M., Farooq, M., Sazonov, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+ingestion+monitor:+A+novel+wearable+device+for+monitoring+of+ingestive+behavior.">Automatic ingestion monitor: A novel wearable device for monitoring of ingestive behavior.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 61 (6), 1772-1779 (2014).</li><li>Shen, Y., Salley, J., Muth, E., Hoover, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+Accuracy+of+a+Wrist+Motion+Tracking+Method+for+Counting+Bites+across+Demographic+and+Food+Variables.">Assessing the Accuracy of a Wrist Motion Tracking Method for Counting Bites across Demographic and Food Variables.</a> IEEE J Biomed Health Inform. , (2016).</li><li>Farooq, M., Sazonov, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering. , 464-472 (2017).</li><li>Grigoriadis, A., Johansson, R. S., Trulsson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+profile+and+amplitude+of+human+masseter+muscle+activity+is+adapted+to+food+properties+during+individual+chewing+cycles.">Temporal profile and amplitude of human masseter muscle activity is adapted to food properties during individual chewing cycles.</a> J Oral Rehab. 41 (5), 367-373 (2014).</li><li>Strini, P. J. S. A., Strini, P. J. S. A., de Souza Barbosa, T., Gavi&#227;o, M. B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+thickness+and+function+of+masticatory+and+cervical+muscles+in+adults+with+and+without+temporomandibular+disorders.">Assessment of thickness and function of masticatory and cervical muscles in adults with and without temporomandibular disorders.</a> Arch Oral Biol. 58 (9), 1100-1108 (2013).</li><li>Standring, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Gray's anatomy: the anatomical basis of clinical practice. , (2015).</li><li>Farooq, M., Sazonov, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+wearable+device+for+food+intake+and+physical+activity+recognition.">A novel wearable device for food intake and physical activity recognition.</a> Sensors. 16 (7), 1067 (2016).</li><li>Zhang, R., Amft, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proceedings of the 2016 ACM International Symposium on Wearable Computers. , 50-52 (2016).</li><li>Farooq, M., Sazonov, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Segmentation+and+Characterization+of+Chewing+Bouts+by+Monitoring+Temporalis+Muscle+Using+Smart+Glasses+with+Piezoelectric+Sensor.">Segmentation and Characterization of Chewing Bouts by Monitoring Temporalis Muscle Using Smart Glasses with Piezoelectric Sensor.</a> IEEE J Biomed Health Inform. , (2016).</li><li>Huang, Q., Wang, W., Zhang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Your+Glasses+Know+Your+Diet:+Dietary+Monitoring+using+Electromyography+Sensors.">Your Glasses Know Your Diet: Dietary Monitoring using Electromyography Sensors.</a> IEEE Internet of Things Journal. , (2017).</li><li>Chung, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+glasses-type+wearable+device+for+monitoring+the+patterns+of+food+intake+and+facial+activity.">A glasses-type wearable device for monitoring the patterns of food intake and facial activity.</a> Scientific Reports. 7, 41690 (2017).</li><li>Cristianini, N., Shawe-Taylor, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An introduction to support Vector Machines: and other kernel-based learning methods. , (2000).</li><li>Giannakopoulos, T., Pikrakis, 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> Introduction to Audio Analysis: A MATLAB Approach. , (2014).</li><li>Chang, C. -. C., Lin, C. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LIBSVM:+a+library+for+support+vector+machines.">LIBSVM: a library for support vector machines.</a> ACM Trans Intell Syst Technol. 2 (3), 27 (2011).</li><li>Po, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-frequency+analysis+of+chewing+activity+in+the+natural+environment.">Time-frequency analysis of chewing activity in the natural environment.</a> J Dent Res. 90 (10), 1206-1210 (2011).</li><li>Ji, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+and+velocity+of+people+walking.">Frequency and velocity of people walking.</a> Struct Eng. 84 (3), 36-40 (2005).</li><li>Knoblauch, R., Pietrucha, M., Nitzburg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+studies+of+pedestrian+walking+speed+and+start-up+time.">Field studies of pedestrian walking speed and start-up time.</a> Transp Res Red. 1538, 27-38 (1996).</li></ol>

В этом исследовании мы впервые предложил дизайн и процесс изготовления стекол, которые чувство моделей потребления пищи и физической деятельности. Как это исследование главным образом сосредоточена на анализе данных, чтобы отличить от других физической деятельности (например, ходьба...

Непрерывное и объективный мониторинг потребления пищи имеет важное значение для поддержания энергетического баланса в организме человека, как накопления чрезмерной энергии может привести к overweightness и ожирение1, которые могут привести к различных медицинских осложнений2. Основными факторами в энергетического дисбаланса известны чрезмерное пищи и недостаточная физическая активность3. Различные исследования по мониторингу ежедневных расходов энергии были введены с автоматической и объективного измерения моделей физической активности путем носимых устройств4,5,6, даже в конец потребитель уровня и медицинской этап7. Исследования по мониторингу потребления пищи, однако, все еще находится в лаборатории параметр, так как это трудно обнаружить деятельность потребление пищи в прямой и объективным образом. Здесь мы стремимся представить дизайн устройства и его оценки для контроля за приемом пищи и моделей физической активности на практическом уровне в повседневной жизни.
Там были различные косвенные подходы к контролировать потребление пищи через жевания и глотания звуки8,9,10, движение запястья11,12,13, изображения анализ14и15электромиограммы (ЭМГ). Однако, эти подходы были трудно применять в повседневной жизни приложения, из-за их ограничений, присущих: методы, с помощью звук уязвимы под влиянием окружающей среды звук; методы, с помощью движений запястья было трудно отличить от других физической деятельности, когда не потребления пищи; и методы, с помощью изображений и сигналов ГРП ограничены граница движения и охраны окружающей среды. Эти исследования показали возможность автоматического обнаружения потребляемой пищи, используя датчики, но по-прежнему имел ограничение практической применимости к повседневной жизни за пределами лабораторные параметры.
В этом исследовании мы использовали моделей деятельности височной мышцы как автоматическое и объективный мониторинг приема пищи. В общем височной мышцы повторяет сокращение и расслабление как частью жевательных мышц во время питания потребление16,17; Таким образом деятельность потребление пищи может контролироваться путем обнаружения периодических моделей деятельности височной мышцы. Недавно, там было несколько исследований с использованием височной мышцы деятельность18,19,20,21, который используется ГРП или пьезоэлектрического напряжения датчика и подключая их непосредственно на человека кожи. Эти подходы, однако, были чувствительны к месту кожи ГРП электродов или Тензодатчики и были легко отделяться от кожи вследствие физического перемещения или пот. Таким образом мы предложили новый и эффективный метод, с помощью пары очков это чувство, что височной мышцы деятельность через две тензодатчики, вставляется в обе петли в наших предыдущих исследования22. Этот метод показал огромный потенциал обнаружения активности потребление пищи с высокой точностью не трогая кожу. Это было также ООН навязчивой и неинтрузивный, поскольку мы использовали общие очки типа устройства.
В этом исследовании мы представляем серию подробных протоколов как реализовать очки тип устройства и способы использования моделей деятельности височной мышцы для контроля питания и физической активности. Протоколы включают процесс дизайн оборудования и изготовление, который состоит из 3D-печати кадр очки, цепи модуля и модуля сбора данных и включить алгоритмы программного обеспечения для обработки и анализа данных. Кроме того, мы изучили классификации среди нескольких Рекомендуемые мероприятия (например, жевательные, ходьбу и подмигивая) чтобы продемонстрировать потенциал как практическая система, которая может сказать мельчайшая разница между потребление пищи и других физической активности шаблоны.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>FSS1500NSB</td>
			<td>Honeywell, USA</td>
			<td></td>
			<td>Load cell</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INA125U</td>
			<td>Texas Instruments, USA</td>
			<td></td>
			<td>Amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ESP-07</td>
			<td>Shenzhen Anxinke Technology, China</td>
			<td></td>
			<td>MCU with Wi-Fi module</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>74LVC1G3157</td>
			<td>Nexperia, The Netherlands</td>
			<td></td>
			<td>Multiplexer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MP701435P</td>
			<td>Maxpower, China</td>
			<td></td>
			<td>LiPo battery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>U1V10F3</td>
			<td>Pololu, USA</td>
			<td></td>
			<td>Voltage regulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker 2</td>
			<td>Ultimaker, The Netherlands</td>
			<td></td>
			<td>3D printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ColorFabb XT-CF20</td>
			<td>ColorFabb, The Netherlands</td>
			<td></td>
			<td>Carbon fiber filament</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iPhone 6s Plus</td>
			<td>Apple, USA</td>
			<td></td>
			<td>Data acquisition device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jelly Belly</td>
			<td>Jelly Belly Candy Company, USA</td>
			<td></td>
			<td>Food texture for user study</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design and evaluation of smart glasses for food intake and physical activity classification

Это исследование представляет собой серию протоколов проектирования и изготовления очки тип носимых устройство, которое обнаруживает характере деятельности височной мышцы во время приема пищи и других физической деятельности. Мы готовых 3D-печати кадр очки и нагрузки ячейки интегрированных печатной платы (PCB) модуль вставлен в обе петли кадра. Модуль был использован приобрести силу сигналов, и передавать их без проводов. Эти процедуры обеспечивают системы с более высокой мобильности, который может быть оценен в практических условиях носить такие как ходьба и тряся. Также производительность классификации оценивается путем разграничения структур приема пищи от этих физических видов деятельности. Серии алгоритмов были использованы для предварительной обработки сигналов, генерировать функция векторов и признать моделей нескольких Рекомендуемые мероприятия (жевательный и подмигивая) и другие физические нагрузки (малоподвижный отдых, разговаривали и ходьба). Результаты показали, что средний F1 классификации среди Рекомендуемые мероприятия был 91,4%. Мы считаем, что этот подход может быть потенциально полезно для автоматического и объективного мониторинга фильтры поведения с высокой точностью в качестве практического средства для лечения фильтры проблем.

Посредством процедур, изложенных в протоколе мы подготовили две версии 3D печатной кадра, дифференцируя длина головной части, LH (133 и 138 мм) и храмы, LT (110 и 125 мм), как показано на рисунке 4. Таким образом мы можем покрыть несколько условий ношения...

Watch this Scientific Journal Video about Design and Evaluation of Smart Glasses for Food Intake and Physical Activity Classification at JoVE.com

Design and Evaluation of Smart Glasses for Food Intake and Physical Activity Classification

Дизайн и оценка смарт-очки для классификации физической активности и приема пищи

Это исследование представляет протокол проектирования и изготовления очки тип носимых устройство, которое обнаруживает моделей потребления пищи и другие Рекомендуемые физической деятельности, с использованием тензодатчиков вставляется в обе петли очки.

This study presents a series of protocols of designing and manufacturing a glasses-type wearable device that detects the patterns of temporalis muscle ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

Эксперименты по ультразвуковой смазки Использование пьезоэлектрически содействии Tribometer и оптических профилометром

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Методика сканирования сканирующего рассеивателя света (SLPS) для количественной оценки рассеяния вперед и назад с помощью интраокулярных линз

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

Measuring the Densities of Aqueous Glasses at Cryogenic Temperatures

Измерение плотности водных стекол при криогенных температурах

We demonstrate a method for determining the vitreous phase cryogenic temperature densities of aqueous mixtures, and other samples that require rapid ...

Design and Characterization Methodology for Efficient Wide Range Tunable MEMS Filters

Проектирование и характеристика методологии для эффективного широкий диапазон МЭМС Перестраиваемые фильтры

Here, we demonstrate the advantages of the laser Doppler vibrometer (LDV) over conventional techniques (the network analyzer), as well as the techniques ...

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

Методы Ex Situ и In Situ исследования структурных преобразований: В случае кристаллизации металлических стекол

We demonstrate the use of two nuclear-based analytical methods that can follow the modifications of microstructural arrangement of iron-based metallic ...

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

Гибридная печать для изготовления интеллектуальных датчиков

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...

Design and Implementation of a Bespoke Robotic Manipulator for Extra-corporeal Ultrasound

Разработка и осуществление заказ манипулятора робота для экстра телесной УЗИ

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ...

Crack Monitoring in Resonance Fatigue Testing of Welded Specimens Using Digital Image Correlation

Крэк Мониторинг в резонанс усталости Тестирование сварных образцов с использованием цифровой корреляции изображения

A procedure using digital image correlation (DIC) to detect cracks on welded specimens during fatigue tests on resonance testing machines is presented. It ...

Evaluation of an Exclusive Spur Dike U-Turn Design with Radar-Collected Data and Simulation

Оценка эксклюзивного Spur Dike U-Turn Дизайн с радар-собранных данных и моделирования

Traditional U-turn designs can improve operational features obviously, while U-turn diversions and merge segments still cause traffic congestion, ...

Fabrication of Compressed Hosiery and Measurement of its Pressure Characteristic Exerted on the Lower Limbs

Изготовление прессованных чулочно-хочно-ных изделий и измерение их характеристик давления на нижние конечности

This article reports the pressure characteristic measurement of compressed hosiery via direct and indirect methods. In the direct method, an interface ...