利用环形可穿戴设备中的惯性传感器检测进食事件

《Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies》：Detecting Eating Events with Inertial Sensing in a Ring Wearable

　　

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摘要

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自动饮食监测逐渐被视作提升健康追踪水平及为行为干预提供依据的关键手段。尽管以往研究已通过各种可穿戴设备及传感技术，如腕戴运动传感器、声学传感和基于视觉的方法来研究自动饮食监测，但作为一种新兴且越来越受欢迎的可穿戴形式——智能戒指的潜力却尚未得到充分探索。在本研究中，我们专注于利用从定制设计的无线戒指中获取的惯性数据来检测进食事件，这是自动饮食监测的关键组成部分。我们开发了一款原型戒指设备，并配套了智能手机应用程序以方便数据收集。为评估基于戒指的自动饮食监测的可行性和有效性，我们在三种环境中对42名参与者进行了测试：受控实验室环境、半受控环境以及实际应用环境。我们的分析解决了关于不同环境下进食事件检测准确率、戒指佩戴位置对性能的影响、个性化设置的作用，以及结合戒指与普通智能手表的惯性数据所带来的潜在益处等关键研究问题。在我们的实验中，该戒指在受控实验室环境中的F1得分达到了82.6%，而在半受控环境中的得分则为65.9%。研究结果表明，虽然单独使用戒指式可穿戴设备在自然环境中的表现不佳，但它可以补充智能手表传感器的功能，而且通过个性化设置还能进一步提升性能。为推动基于戒指的自动饮食监测研究的进一步发展，我们将公开发布一组包含80小时标注过的进食与非进食活动数据的戒指与智能手表配对数据集。据我们所知，这将是目前公开可用的最大规模的、基于戒指惯性传感技术的进食事件检测数据集。

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