I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   37 ,   No .   2 Feb r u ar y   20 25 ,   p p .   1 1 40 ~1 14 9   I SS N:  2 502 - 4 7 52 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijee cs .v 37. i 2 . p p 1 1 40 - 1 14 9          1140     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs . ia esco r e. co m   Im pro v ed Bi - G R U f o p a rki nso n s  disea se sev erity a na ly sis       M a la t hi Ar un a cha la m 1 ,   Ra m a la k s hm i R a ma r 2 Va ibh a v   G a nd hi 3 ,   B hu v a nes h Ana n t ha n 4   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   a n d   S o f t w a r e   En g i n e e r i n g ,   A n a n d   I n st i t u t e   o f   H i g h e r   T e c h n o l o g y ,   C h e n n a i ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   K a l a sa l i n g a m   A c a d e m y   o f   R e se a r c h   a n d   E d u c a t i o n ,   K r i s h n a n k o i l ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   D e si g n   E n g i n e e r i n g   a n d   M a t h e m a t i c s ,   M i d d l e s e x   U n i v e r si t y ,   Lo n d o n ,   U n i t e d   K i n g d o m   4 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g ,   P S N   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   T i r u n e l v e l i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   22 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Sep   21 2 0 2 4   Acc ep ted   Sep   30 ,   2 0 2 4       P a rk in so n d ise a se   (P D)  is   a   c o m m o n   n e u ro - d e g e n e ra ti v e   issu e ,   e v a lu a ted   v ia  th e   c o n ti n u o u s d e terio ra ti o n   o m o to f u n c ti o n s o v e ti m e .   T h is co n d i ti o n   lea d to   a   g ra d u a d e c li n e   in   m o v e m e n c a p a b il it ies .   F o d iag n o sin g   c li n ica l   se o P Ds ,   m e d ica l   e x p e rts   u ti li z e   m e d ica o b se rv a ti o n s.  Th e se   o b se rv a ti o n s   a re   h ig h ly   b a se d   o n   th e   e x p e rt e x p e rien c e   a n d   c a n   v a ry   a m o n g   c li n icia n s   d u e   t o   it s u b jec ti v e   n a tu re ,   lea d in g   t o   d if fe re n c e in   e v a lu a ti o n .   Th e   g a it   p a tt e rn o i n d i v id u a ls  with   P t y p ica ll y   e x h i b it   d isti n c ti o n fro m   th o se   o f   a d u lt s.  Ev a lu a t i n g   t h e se   g a it   m a lfo rm a ti o n n o o n l y   a id in   d iag n o sin g   P D   b u c a n   a lso   e n a b le  th e   c a teg o r iza ti o n   o se v e rit y   sta g e with   re sp e c to   sy m p to m o m o t o m o v e m e n t.   T h e re fo re ,   th is  p a p e in tr o d u c e a   c las sifica ti o n   o f   g a i m o d e b a se d   o n   th e   o p ti m ize d   d e e p   lea rn in g   (DL)   m o d e b id irec ti o n a g a ted   re c u rr e n u n it - a rti ficia h u m m in g b ird   o p ti m ize r   (BI - G RU - A HO ).   Th e   trai n in g   a n d   tes ti n g   in v o l v e d   th e   se q u e n ti a se g m e n tatio n   o t h e   rig h a n d   l e ft  in sta n c e fro m   th e   si g n a ls  o v e rti c a g ro u n d   re a c ti o n   f o rc e   (VG RF b a se d   o n   t h e   id e n t ifi e d   g a it   c y c le.  Th e   o u tco m e o f   th e   p ro p o se d   BI - G RU - AH e x h ib it re li a b le  a n d   a c c u ra te  a ss e ss m e n o P D   a n d   a c h iev e d   b e tt e a c c u ra c y   o 9 8 . 7   % .   Th e   p r o p o se d   m o d e is   train e d   a n d   tes ted   sa ti sf a c to ril y ;   h e n c e   it   c a n   b e   imp lem e n ted   i n   a   re a l - ti m e   e n v iro n m e n b y   i n teg ra ti n g   t h e   m o d e i n to   a   s o ftwa re   a p p li c a ti o n   o sy ste m   c a p a b le o f   re c e iv in g   re a l - ti m e   d a ta fro m   PD   p a ti e n ts.   K ey w o r d s :   Gait  p atter n s   Op tim ized   d ee p   lear n in g   Par k in s o n s   d is ea s e   Ver tical  g r o u n d   r ea ctio n   f o r ce   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma lath i A r u n ac h alam   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   a n d   So f twar E n g in ee r in g ,   An an d   I n s titu te  o f   Hig h er   T ec h n o lo g y   6 0 3 1 0 3   C h en n ai,   T am il Na d u ,   I n d ia   E m ail: m alath iar u n ac h alam 8 3 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Gait  an aly s is   p lay s   m ajo r   r o le  in   d iag n o s in g   v ar i o u s   n eu r o d eg en er ati v co n d itio n s   s u ch   as   p ar k in s o n s   d is ea s ( PD) ,   d em en tia  an d   alzh eim er Gait  an aly s is   o f f er s   es s en tial  i n s ig h ts   in to   jo in m o v em en t,   s p atio - tem p o r al   f e atu r es,  an d   th e   tr ea tm en t   p r o c ess   [ 1] .   Of   r ec e n t ,   t h g ait  p att er n s   h av e   p r o v e d   to   b v alu ab le  m eth o d   in   d iag n o s in g   PD.  T h er is   s ig n if ican ad v an ce m e n in   g ait  an aly s is   m eth o d o lo g ies,  d r iv en   b y   th in tr o d u ctio n   o f   s o p h is ticated   an aly s is   o f   m o tio n   m o d els  [ 2 ] .   Var io u s   tec h n iq u es  h a v b ee n   em p lo y ed   f o r   th e   g ait  p r o ce s s   in clu d in g th e   u s o f   ca m er a s   f o r   ca p tu r in g   m o tio n   p at h s .   T h ese  in n o v atio n s   c o l l e c ti v e l y   c o n t r i b u t e   t o   a   c o m p r e h e n s i v e   u n d e r s t a n d i n g   o f   h u m a n   g a i t   w i t h o u t   d u p l i ca t i n g   e x i s ti n g   c o n t e n t   [ 3 ] .   C u r r en tly ,   m e d ical  ev alu atio n   ap p r o ac h es  f o r   PD  p atien ts   c o n tin u t o   d e p en d   o n   q u esti o n n air es  an d   s elf - d escr ip tio n s   lik f r ee zin g   o f   g ait  q u esti o n n ai r ( FOG)   an d   ass ess m en ts   o f   d aily   liv in g   ( ADL )   [ 4 ] .   E x p er ts   f r eq u e n tly   ass ess   PD  s ev er ity   in   s p ec if ic  cr iter ia  b ased   o n   t h p atien t s   p e r f o r m an ce   i n   q u esti o n s   o u tlin ed   i n   q u esti o n n air es.  Ho wev er ,   th i s   p r o ce s s   tak es  m o r tim an d   p r o v id es  in ac cu r ate  o u t co m es,  lim itin g   its   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       I mp r o ve d   B i - GR fo r   p a r kin s o n s   d is ea s s ev erit a n a lysi s   ( Ma la th i A r u n a c h a la m)   1141   ef f ec tiv en ess   in   th tr ea tm en an d   s cr ee n in g   o f   PD.  Gait  p r o ce s s   al s o   p o s es  s ev er al  ch alle n g es,  s u ch   as  h ig h   d im en s io n al  d ata,   n o n - lin ea r   d ep en d e n cies a n d   in tr icate   co r r elatio n s   am o n g   s p atio - tem p o r al  f ea tu r es [ 5 ] .   Ad d r ess in g   th h ig h ly   n o n - lin ea r   n atu r o f   g ait  p atter n s   r eq u ir es  s p ec ialized   an d   ef f icien t   ap p r o ac h es  f o r   f in d in g   th e   s ev er ity   s tag o f   PD.  I n   r ec en t d e v elo p m en ts ,   t h m ac h in lea r n in g   ( ML )   an d   d ee p   lear n in g   ( DL )   m o d els  h av d em o n s tr ated   s ig n if ican p o s s ib ilit ies  in   a id in g   m ed ical  ex p er t s   [ 6 ] .   T h ese  m o d els  d iag n o s th o cc u r r en ce   o f   P th r o u g h   g ait  f lex ib ilit y   an a ly s is   an d   class if y   th s tag es  o f   PD  b ased   o n   th e   m o to r   s y m p to m s   ex h ib ite d   b y   in d iv id u als.  L ev er ag in g   DL   m o d els  in   th g ait  p r o ce s s   ca n   m ar k ed ly   r e d u ce   th tim ass o ciate d   with   th e   p r o ce s s in g   o f   d ata,   as  th ese  alg o r ith m s   p o s s ess   th ab ilit y   to   id e n tify   h id d en   f ea tu r es  an d   m an ag h u g d atab ases   [ 7 ] .   T h is ,   in   tu r n ,   ca n   s ig n if ican tly   en h an ce   th tr ea tm en q u ality   r ec eiv ed   b y   p atien ts   an d   ef f icien tly   en h an ce   clin ical  r e s u lts .   E v en   th o u g h   th g ait  p r o ce s s   h as  b ee n   ex ten s iv ely   an aly ze d   f o r   PD  d iag n o s is ,   m o r e   th o r o u g h   in v esti g atio n   o f   h i d d en   g ait  b i o m ar k er s   is   n ec ess ar y   f o r   en h an ce d   id en tific atio n   a n d   q u an titativ e v alu atio n   o f   s y m p to m s   o f   PD.  Mo r eo v er ,   DL   m o d els  h av t h p o ten tial  to   s u r p ass   ML   m o d el s   wh en   th er is   s u f f icien am o u n o f   d ata,   f ac t o r   th at  m a y   v ar y   b ased   o n   th e   ef f ec tiv en ess   o f   th e   ad o p ted   i n d icatio n   m o d els.  So m o f   th e   DL   m o d els  lik r ec u r r e n n e u r al  n etwo r k   ( R NN) ,   co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN)   an d   lo n g   s h o r ter m   m em o r y   ( L STM ) .   T h is   p ap er   p r esen ts   an   o p tim ized   DL   m o d el  to   m o d el  t h g ait   an aly s is   o f   PD  p atien ts   u s in g   th wea r a b le  s en s o r   d ata.   Su b s eq u en tly ,   g ait   cla s s if icatio n   is   ac h iev ed   u s i n g   g ated   r ec u r r e n u n it - ar tific ial  h u m m in g b ir d   o p tim izer   ( BI - GR U - AHO )   an d   VGRF .   Sectio n   2   p r esen ts   r e ce n wo r k s   o f   liter atu r e   b ased   o n   d if f e r en PD  m o d els.  Sectio n   3   p r esen ts   th e   PD m o d el  an d   s ec tio n   4   d is cu s s es th an aly s is   o f   r esu lts .   I n   s ec tio n   5   co n clu d es th p a p er .       2.   RE L AT E WO RK S   Sig ch et  a l.   [ 8 ]   d e v elo p e d   m o d el  b ased   o n   th e   R NN  an d   tr i - ax ial  ac ce ler o m eter   f o r   e n h an cin g   th e   d etec tio n   o f   FOG.   T h ex p er i m en tatio n   was d em o n s tr ated   b y   th cr o s s - v alid atio n .   C am p s   et  a l.   [ 9 ]   d e v elo p ed   au to m ated   d etec tio n   FOG)   u tili zin g   DL   m o d el  C NN  a n d   d ata  f r o m   wea r ab le  s en s o r s .   T h is   ap p r o ac h   d em o n s tr ates su p er io r   p er f o r m an ce   co m p a r ed   to   e x is tin g   m et h o d s ,   ac h iev i n g   an   ac cu r ac y   le v el  o f   9 0 %.   Vid y an d   Sas ik u m ar   [ 1 0 ]   d ev elo p ed   m eth o d   f o r   p r ed i ctin g   PD  th r o u g h   C NN  with   L STM .     T h s ig n als  o f   VGRF   wer ex tr ac ted   b y   th e   E MD   ( em p ir i ca m o d e   d ec o m p o s itio n )   t o   o b tain   th s ig n i f ican t   in tr in s ic  f ea tu r es.  Acc u r ac y   ac h iev ed   was  9 8 . 3 f o r   m u lti - class if icatio n .   C NN  with   lo ca lly   weig h ted   r an d o m   f o r es t   ( L W R F )   was  in tr o d u ce d   b y   Aşu r o ğ lu   an d   u [ 1 1 ]   f o r   th ca teg o r izatio n   o f   p ar k in s o n s   d is ea s e.     T h L W R F wa s   u tili ze d   to   id en tify   PD a n d   e x tr ac t lo ca l c h ar ac ter is tics .   Xia  et  a l.   [ 1 2 ]   p r esen ted   C NN  m o d el  t o   d etec FOG  in   PD  p atien ts h er e,   th d is cr im in a tiv f ea tu r es   wer an aly ze d   u s in g   m u lti - 1 d ata.   C o m p ar ativ e   an aly s is   was  p er f o r m e d   f o r   two   f ea tu r f u s ed   m o d els  lik e   p atien d ep en d en an d   in d e p e n d en s ettin g s .   Fer r eir et  a l.   [ 1 3 ]   p r esen ted   ML   ap p r o ac h e s   to   d etec PD  with   r esp ec to   s p atio - tem p o r al  f ea t u r es.  Her e,   th ac cu r ac y   an d   p r ec is io n   v alu es  ac h iev ed   o f   8 4 an d   9 2 . 3 r esp ec tiv ely .   B o r zì  et  a l.   [ 1 4 ]   p r esen ted   r ea tim id en tific atio n   o f   FOG  in   PD  u s in g   s en s o r   a n d   m u lti  h ea d   C NN.   T h p er f o r m an ce   was  ca r r ied   o u b y   v ar y in g   th r esh o ld   v al u es  o f   0 ,   0 . 4   an d   0 . 7   o n   th r e d atab ases .   Up o n   ev alu atin g   th is   ex is tin g   ap p r o ac h   u s in g   t h 6 MWT  d atab as e,   d ec r e ase  i n   s en s itiv ity   an d   an   e n h an ce m en in   s p ec if icity   wer n o ted .   Nilash et  a l.   [ 1 5 ]   d ev elo p ed   ea r ly   i d en tific atio n   PD  u s in g   DL   an d   f u zz y   m o d els.  Fo r   h an d lin g   m ass iv d atasets   ex p ec tatio n   m ax im izatio n   an d   c lu s ter in g   wer u tili ze d .   T h e n ,   f o r   r em o v in g   th no is e,   th PC ( p r in cip al  co m p o n e n an aly s is )   was  p r esen ted .   At  last ,   th K - n ea r est  n eig h b o u r   ( KNN )   was  p r esen ted   to   id e n tify   PD.   An   ap p r o ac h   t o   PD  d etec tio n   u s in g   s p ee ch   r ec o g n itio n   was  s u g g ested   b y   Nis s ar   et  a l.   [ 1 6 ] .   T h e y   ev alu ated   eig h t   d if f er e n cl ass if ier s   u s in g   f ea tu r s elec tio n   m eth o d s   in clu d in g   m in im u m   r ed u n d a n cy   m ax im u m   r ele v an ce   ( m R MR )   an d   r ec u r s iv f ea tu r elim in at io n   ( R FE ) .   An   ac cu r ac y   o f   9 5 . 3 9 was  ac h iev ed   b y   co m b in in g   R FE  with   ex tr em g r ad ie n b o o s t in g   ( X g b o o s t ) ,   wh ich   was  b etter   t h an   p r ev io u s   m et h o d s .   Usi n g   v o ice  d ata  f r o m   UC I ,   Gu n d u [ 1 7 ]   p r esen ted   C N N - b ased   PD  clas s if icatio n   m eth o d .   T h eir   c o m b in e d   u s o f   f ea tu r es  an d   m o d els  r es u lted   in   a n   8 6 . 0   p er ce n m o d el - lev el  ac cu r ac y .   B y   c o m b i n in g   B AT   with   th PD  class if icatio n   d ataset  f r o m   UC I ,   Oliv ar es  et  a l.   [ 1 8 ]   cr ea te d   m eth o d   f o r   PD  d iag n o s is .   T h ey   wer ab le  to   attain   9 6 . 7 4   p er ce n t a cc u r ac y   with   3 . 2 7 % lo s s   b y   f ee d i n g   2 3   c h ar ac ter is tics   in to   th m o d el s   in p u t la y er .   As  m ea n s   o f   p r e - d iag n o s is   f o r   PD,  L av alle  an d   R o m er o   [ 1 9 ]   s u g g ested   u s in g   v o ice  d ata.   T h ey   u s ed   KNN,   r an d o m   f o r est  ( RF ) s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SV M ) ,   an d   m u ltil ay er   p er ce p tr o n   ( MLP )   class if ier s   to   ch o o s f ea tu r es  an d   class if y   th em .   W ith   p r ec is io n   o f   9 4 . 7 %,  th SVM - R B c lass if ier   was   s u cc es s .   T o   id en tify   PD,  Yam an   et  a l.   [ 2 0 ]   r elied   o n   v o wels.  Fo r   th p u r p o s o f   class if icatio n ,   KNN  a n d   SVM  class if ier s   wer u s ed   af ter   R elief wa s   u s ed   to   ex tr ac ac o u s tic  f ea tu r es  f r o m   th d ataset.   9 1 . 2 5 s u cc es s   r ate  was   attain ed   with   th SVM  class if ier .   An   ML - b ased   s y s tem   f o r   p ar k in s o n s   d is ea s d iag n o s is   u s in g   ch o s en   f ea tu r es,  R FE,   an d   f ea tu r e   im p o r tan ce   was  p r o v en   b y   Sen t u r k   [ 2 1 ] .   T h ey   u s ed   R FE  an d   SVM  class if ier s   in   co n ju n ctio n   with   ar tific ial  n eu r al  n etwo r k s   ( ANNs )   an d   r eg r ess io n   tr ee s   to   g et  a   9 3 . 8 % a cc u r ac y   r ate.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   2 Feb r u a r y   20 25 1 1 40 - 1 14 9   1142   I n   th eir   2 0 1 9   s tu d y ,   Aich   et  a l.   [ 2 2 ]   u tili ze d   d ataset  f r o m   Ma x   L ittl Un iv er s ity ,   Ox f o r d ,   to   ca teg o r ize  th e   PD  g r o u p   u s in g   p r i n cip al  c o m p o n en a n aly s is   ( PC A)   an d   o n lin f ea tu r e   s elec tio n   b ased   o n   r eg r ess io n   ( OFS)  n o n - lin ea r   f ea tu r e s .   T h eir   m eth o d o l o g y   u s ed   n o n lin ea r   class if ier s ,   b ag g in g   class if icatio n ,   r eg r ess io n   tr ee s ,   R F,  an d   R PAR T ,   wh ich   allo wed   th em   t o   g et  9 6 . 8 3   p er ce n ac cu r ac y   r ate  wh en   R was  co m b in ed   with   PC A.   W h en   it  co m es  to   PD  p r ed ictio n ,   R u s tem p asic  an d   C an   [ 2 3 ]   h ig h l i g h ted   b io m ed ical  v o ice  an al y s is .   T h ey   wer e   ab l to   ac q u ir a   s en s itiv ity   o f   7 5 . 3 4 %,  a   s p ec if icity   o f   4 5 . 6 3 %,   an d   an   ac c u r ac y   o f   6 8 . 0 4 u s in g   p atter n   r ec o g n itio n   an d   f u zz y   c - m ea n s   ( FC M)   clu s ter in g   to   f o r ec ast  PD  f r o m   p atien ts   s p ee ch .   R esear ch er s   Sil v eir e a l.   [ 2 4 ]   ad m in is ter ed   th e   p en n s y lv an ia  s m ell  id e n tific atio n   te s ( UPSIT ) - 4 0   an d   s n if f in s   s tick s   1 6 - item   s m ell  test s   to   m em b er s   o f   th e   B r az ilian   p o p u latio n .   Fo r   ev er y   attr ib u te,   lo g is tic  r eg r ess io n   was  u s ed .   T h s p ec if icity   an d   s en s itiv ity   lev els  f o r   s n if f in   s tick s   wer 8 9 . 0 an d   8 1 . 1 %,  r esp ec tiv ely ,   wh er ea s   f o r   UP SIT - 4 0   th e y   wer 8 3 . 5 an d   8 2 . 1 %.  T h s leep   b e h av io r   d i s o r d er   q u esti o n n air e   an d   th o lf ac to r y   im p air m en s ca le  ( UPSIT )   wer u s ed   b y   P r ash an th   et  a l .   [ 2 5 ] .   A   s en s itiv ity   lev el  o f   9 0 . 5 an d   a n   ac cu r ac y   o f   8 5 . 4 w er th e   o u tco m es  o f   tr ain in g   u s in g   s u p p o r v ec to r   m ac h in e s   an d   class if icatio n   tr ee s .   Fro m   th d et ailed   liter atu r r e v iew,   th f o llo win g   r esear ch   g ap s   ar id en tifie d .   Data   s ca r city   an d   q u ality     Data   im b alan ce ex is tin g   d atasets   m ay   b im b alan ce d ,   with   m o r d ata  f o r   ce r tain   s ev er it y   lev els,  lead in g   to   b iased   m o d el  p er f o r m an ce .   Dev elo p in g   tech n iq u es  to   h a n d le  im b alan ce d   d ata  in   t h B i - GR m o d el  is   g ap   wo r t h   ex p l o r in g .   Featu r e n g in ee r i n g     Ad v an ce d   f ea tu r ex tr ac tio n th er m ig h b lack   o f   ad v a n ce d   f ea tu r en g i n ee r in g   tailo r ed   s p ec if ically   f o r   PD,  s u ch   as  ex tr ac tin g   n o n - lin ea r   p atter n s   f r o m   tim e - s e r ies  d ata.   R esear ch   co u ld   f o cu s   o n   id en tify in g   o r   cr ea tin g   n o v el  f ea tu r es th at  en h an ce   th e   B i - GR U s   ab ilit y   to   d etec t su b tle  ch an g es in   d is ea s s ev er ity .       3.   P RO P O SE M E T H O D   Fig u r 1   s h o ws  th b lo ck   d i ag r am   o f   th p r o p o s ed   g ait  p atter n   an aly s is   in   PD.  T h is   ap p r o a ch   lev er ag es  o p tim ized   DL   m o d el  an d   in c o r p o r ates  th ca p ab ilit y   o f   p h y s io n et  d ataset  [ 8 ] .   T h o p tim ized   DL   m o d el  B I - GR U - AHO  is   p r ese n ted   an d   th d ataset  is   co llected   u s in g   VGRF .           Fig u r 1 .   Fra m ewo r k   o f   th p r o p o s ed   g ait  p atter n   an al y s is   in   PD       3 . 1   Da t a ba s e   T h d ata b ase  co n s id er e d   is   p h y s io n et  [ 7 ]   an d   in clu d es   g ai m ea s u r em en ts   f r o m   7 3   n o r m al  p eo p le  ( av er ag a g is   6 6 . 3   y ea r s )   an d   9 3   p e o p le  ( a v er ag a g is   6 6 . 3   y ea r s )   with   id i o p ath ic  PD .   T h d atab ase  h as  VGRF   in s tan ce s   o f   in d iv id u als  walk in g   o n   lev e te r r ain   f o r   ab o u two   m in u tes  at  th eir   ty p ical,   s elf - d eter m in ed   p ac e.   E ig h t   s en s o r s   in   th e   r ig h an d   lef t   f o o tr ac k   f o r ce   o v er tim e   an d   it  is   c o m p u ted   b y   New to n s .   T h s am p lin g   f r eq u e n cy   is   1 0 0   Hz  an d   th e   o u tco m f r o m   t h s ix teen   s en s o r s   is   d ig italized   a n d   s to r e d .   T wo   s ig n als  th at  r ep r esen t h to tal   o f   t h o u tco m es  f r o m   ev er y   eig h s en s o r s   f o r   ev e r y   f o o t   a r also   in clu d ed   i n   th in s tan ce s .   T h d atab ase  h a s   s ev er ity   r atin g s   o f   h ea lth y ,   s ev er ity   2 ,   2 . 5 ,   an d   3 .     3 . 2 .     P re pa ring   da t a   s a m ples   T h g ait   o b s er v e d   o n   r eg u lar   walk in g   f o r   t h lo we r   leg   o n   t h lef o r   r ig h t   ex h i b its   q u asi - p er io d ic   m o d el.   T h er ef o r e,   f o r   e f f ec tiv m o d ellin g   an d   u n d er s tan d in g   o f   th in h er en b eh av i o u r   o f   g ait,   it  is   ad v is ab le   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       I mp r o ve d   B i - GR fo r   p a r kin s o n s   d is ea s s ev erit a n a lysi s   ( Ma la th i A r u n a c h a la m)   1143   to   s eg m en g ait  d ata  b ased   o n   walk   cy cles.  T o   ac h iev e   th is ,   th wo r k   em p lo y ed   th o v er all  f o r ce   f o r   id en tify in g   t h walk   cy cles  f o r   th r esp ec tiv lo wer   leg .   T h cy cle  f o r   g ait  in   th s in g le  lo wer   leg   is   d elin ea ted   as  th d u r atio n   f r o m   th e   in itial  in s tan ce   wh e n   th r esp ec tiv f o o t   m ak es  a   s et  with   th f l o o r   to   th e   co n clu d in g   m o tio n   if   th f o o t   lifts  o f f   th f lo o r .   E m p l o y in g   th r esh o ld   p r o ce s s   en ab les  th d etec tio n   o f   th e   ze r o - cr o s s ed   p o in t,  f ac ilit atin g   th s eg m en tatio n   o f   t h e   g ait  cy cle.   Utilizin g   th id en tifie d   g ait  cy cle,     th m u ltip le  r an g es  o f   VGRF   d ata  ar s p lit  to   d if f er en s am p les  o f   d ata  to   tr ain   an d   tr ain   th class if ier .     T h ze r o - p ad d i n g   ap p r o ac h   is   u tili ze d   f o r   m a k in g   e v er y   i d en tifie d   g ait  cy cle  with   an   e q u al  len g th   o f   1 4 0 .     3 . 3 .     G a it   cla s s if ica t io n   Fo r   m o d ellin g   t h lef an d   r ig h g aits ,   th DL   m o d el  B I - GR U - AHO  is   p r esen ted .   T h ef f ec tiv en ess   o f   R NN  h as  b ee n   d em o n s tr ated   in   p r o ce s s es  lik s ig n al  an d   lan g u ag r ec o g n itio n .   Ho wev e r ,   th co n v e n tio n al  R NN  en co u n ter   ch allen g es  s u ch   as  g r ad ien v an is h in g ,   esp ec ially   with   in cr ea s in g   in p u d ata.   Ad d r ess in g   th ese  ch allen g es,  an   L STM   is   d ev elo p ed   a n d   b ec a u s o f   its   g atin g   m o d el,   L STM   ca n   ef f ec tiv ely   u tili ze   f o r   s to r in g   an d   ac ce s s in g   u s ef u l   f ea tu r es.  I n   th e   ad v an ce d   m o d el  o f   L STM ,   p r ev io u s   wo r k s   in d icate   th at   GR U   o u tp er f o r m s   L S T in   v ar io u s   d o m ain s .   I n   th is   wo r k ,   O - GR h as  th g ates  lik u p d ate   g a te    an d   r eset  g ate     as sh o wn   in   Fig u r 2 .     = ( + h 1 + )   ( 1 )     = ( + h 1 + )   ( 2 )     =  h ( + h 1 + )   ( 3 )     h = ( 1 ) h 1 +   ( 4 )     W h er e ,   , , h   an d     ar e   th s ig m o id ,   in p u v ec to r ,   h id d en   p h a s an d   s to r ag m ed i u m .   , , ,   an d   , ,   ar th weig h tin g   m atr ices a n d   , ,   ar th b ias v alu es.   B u t,  th GR n etwo r k   c o n s id er s   th in p u s er ies  in   o n ly   o n d ir ec tio n ,   lim itin g   its   ab ilit y   to   lear n   th r ep r esen tatio n   o f   th e   f e atu r e.   C o n s eq u en tly ,   th e   B i - GR m o d el  h as   b ee n   d e v is ed   to   ad d r ess   th is   lim itatio n   b y   g en er atin g   s er ies o f   in p u ts   f r o m   b o th   f o r war d   an d   b ac k war d   d ir ec tio n s .   T h f o r m u latio n   o f   th e   Bi - GR m o d el  in   b o th   d ir ec ti o n s   is   p r esen ted   b elo w:     h =  ( , h 1 )   ( 5 )     h =  ( , h 1 )   ( 6 )     At  last ,   th last   o u tco m es o f   th B i - GR m o d el  ar g iv en   as   ( 7 ) .     = [ h , h ]   ( 7 )     T h en ,   f o r   o p tim izin g   th p a r am eter s   o f   B i - GR m o d el,   th o p tim izer   AHA  is   p r es en ted .   HB   ( h u m m in g b ir d s )   ass ess   th ch ar ac ter is tics   o f   f o o d   s o u r ce s ,   in clu d in g   th e   co n te x an d   q u ali ty   o f   h o n ey   s p ec if ic   f lo wer s ,   th r ate  o f   h o n ey   p r o d u ctio n ,   an d   th tim e   elap s ed   s in ce   t h eir   f in al  v is it  to   f lo wer .     T h f o r ag in g   b e h av io u r   en c o m p ass es  th r ee   s tr ateg ies  g u id e d ,   r elo ca tio n ,   a n d   ter r ito r ial  f o r ag in g .   T h ese  th r ee   f o r ag in g   b e h av io u r s   ar p r ese n ted   b elo w.             Fig u r 2 .   B i - GR m o d el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   2 Feb r u a r y   20 25 1 1 40 - 1 14 9   1144   I n itializatio n t h p o p u latio n   o f   HB   is   k ep in   r a n d o m ize d   m an n e r   o n   th s o u r ce   o f   f o o d   an d   it  is     g iv en   as   ( 8 ) .     =  +  × (   )   ( 8 )     W h er e ,    ,    is   th u p p e r ,   an d   lo we r   b o u n d s   an d      is   th r an d o m   n u m b er .   Gu id in g   f o r ag i n g HB   in d iv id u ally   n a v ig ates  to war d s   th e   n e ctar   s o u r ce   co n tain in g   t h h i g h est  n ec tar   co n ten t.  T h ese  b ir d s   u tili ze   th r ee   d is tin ct  f lig h t   m o d es:  ax ia l,  d iag o n al,   a n d   o m n id ir ec tio n al.   T h a x ial  f lig h is   g iv en   as   ( 9 ) .     ( ) = { 1   h  =  0    h     ( 9 )     T h d iag o n al  f lig h t is g iv e n   as   ( 1 0 ) .     ( ) = { 1   h  = ( ) 0    h   ( 1 0 )     W h er e ,   =  ( )  is   th r an d o m   p e r m u t atio n .   T h o m n i d ir ec tio n al  f lig h t is g iv en   as   ( 1 1 ) .     ( ) = 1   ( 1 1 )     T h f o r a g in g   c h ar ac ter is tic  is   m ath em atica lly   ex p r ess ed   as   ( 1 2 ) .     ( + 1 ) = , ( ) + × × ( ( ) , ( ) )   ( 1 2 )     W h er , ( )   is   th h HB   p o s itio n   o f   f o o d   s o u r ce   an d   is   th g u id in g   t er m .   T h e   h   HB   p o s itio n   o f   f o o d   s o u r ce   is   g iv en   as:     ( + 1 ) = { ( )     ( ( ( ) ) ( + 1 ) ) ( + 1 )   ( ( ( ) ) > ( + 1 ) )   ( 1 3 )     W h en   th f o o d   s o u r ce   o f   ca n d id ate s   h o n ey   f ill  r atio n   is   lar g er   th an   th e   p r esen t   s o u r ce   o f   f o o d ,     th HB   av o id s   th p r esen t so u r ce   o f   f o o d .   Fig u r 3   s h o ws th f lo wch ar t o f   th AHA.           Fig u r 3 .   Flo w - ch a r t o f   t h A HA   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       I mp r o ve d   B i - GR fo r   p a r kin s o n s   d is ea s s ev erit a n a lysi s   ( Ma la th i A r u n a c h a la m)   1145   T er r ito r ial  f o r a g in g t h e   m ath e m atica eq u atio n   b elo o u tlin es  th lo ca f o r ag p r o ce s s   em p lo y ed   b y   HB   an d   d ef in es a   p r o p er   s o u r c o f   f o o d   with in   t h eir   ter r ito r ial  f o r ag in g   m o d el.     ( + 1 ) = ( ) + × × ( )     ( 1 4 )     W h er   is   th ter r ito r ial  ter m .   R elo ca tio n   f o r ag in g t h r elo c atio n   o f   HB ,   tr an s itio n in g   f r o m   th h o n e y   s o u r ce   with   th less   r ef ill  r atio   to   r a n d o m l y   g en e r ated   n ew  s o u r ce ,   ca n   b elu ci d ated   as   ( 1 5 ) .      ( + 1 ) =  +  × (   )   ( 1 5 )     W h er    is   th s o u r ce   o f   f o o d   h av in g   less   r ef ill r atio .       4.   RE SU L T S AN A L YS I S   T o   ass ess   all  cla s s if icatio n   m o d els,  s tr atif ied   1 0 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   ap p r o ac h   is   em p lo y ed .   I n itially ,   th o r ig in al  d ata b ase  is   s p lit  in to   1 0   s ep ar ate  f o ld   v alu es.  Nin o u t o f   th e   ten   f o ld s   ar in teg r ated   a n d   u tili ze d   as  tr ain   m o d el,   wh il th r est  f o ld s   s er v ed   as  test   m o d el.   E ac h   tr ai n   m o d el  u n d er wen r esam p lin g   an d   r esizin g   u s in g   th SMO T E   alg o r ith m   to   en s u r m o r b alan ce d   d is tr ib u tio n   o f   in s tan ce s   ac r o s s   all   class es.  T ab le  1   d ef in es  th p er f o r m a n ce   m etr ics  co n s id er e d   in   th is   wo r k .   T h ese  m etr ic s   ar ev alu ated   u s in g   f o u r   cr iter ia  lik  ,  ,  ,   an d      as  tr u p o s itiv e,   f alse  n eg ativ e,   f alse  p o s itiv an d   f alse  n eg at iv e   r esp ec tiv ely .       T ab le  1 .   Per f o r m an ce   m etr ics   M e t r i c s   Ex p r e ssi o n s   A c c u r a c y    +   +  +  +    P r e c i s i o n     +    S e n s i t i v i t y     +    S p e c i f i c i t y     +        4 . 1 .     Co m pa ra t iv a na ly s is   Fo llo win g   s ec tio n   d ef in es  co m p ar is o n   o f   ac c u r ac y   b y   v ar y in g   d if f er en t   iter atio n s ,   co n f u s io n   m atr ix ,   r eg io n   o f   ch ar ac ter is tics   ( R o C )   an d   co m p ar ativ an aly s is   ar g iv en .   Fig u r 4   s tates  th a cc u r ac y   b y   v ar y i n g   d if f er en t   iter atio n s   f r o m   1   to   1 4 , 0 0 0 .   Acc u r ac y   p e r f o r m an c is   ca r r ied   o u b y   v ar y in g   l o s s   v alu es  f r o m   1 = 1 0 5 ,   1 = 1 0 4 ,   1 = 1 0 3 an d   1 = 1 0 2 .   I is   o b s er v ed   th at  w h en   th iter atio n   is   in cr ea s ed ,   t h ac cu r ac y   v alu is   also   in cr ea s ed .   Mo r e o v er ,   th e   v alu e   o f   ac cu r ac y   is   h ig h   at  1 = 1 0 5   an d   v alu e   o f   a cc u r ac y   i s   lo at   1 = 1 0 2 .           Fig u r 4 .   Acc u r ac y   at  d if f er en t iter atio n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   2 Feb r u a r y   20 25 1 1 40 - 1 14 9   1146   Fig u r 5   p r esen ts   th e   co n f u s io n   m atr i x   o f   th e   p r o p o s ed   D L   m o d el   B I - GR U - AHO  with   r esp ec to   f o u r   class es  as  h ea lth y ,   s ev er i ty   2 ,   2 . 5 ,   an d   3 .   I t   is   n o ted   t h at  th p r o p o s ed   B I - GR U - AHO  class if ied   9 9 . 9 6 s am p les  as  h ea lth y ,   9 7 . 0 2 s am p les  as  s ev er ity   2 ,   9 6 . 5 9 %   s am p les  as  s ev er ity   2 . 5   an d   9 9 . 7 4 s am p les  as  s ev er ity   3 .   Fig u r e   6   p r esen t s   th r ec eiv er   o p er atin g   ch a r ac ter is tic   ( R OC )   o f   th p r o p o s ed   DL   m o d el    BI - GR U - AHO  w ith   r esp ec t o   f o u r   class es  lik h ea lth y ,   s ev er ity   2 ,   2 . 5 ,   a n d   3 .   T h ar ea   u n d er   t h cu r v e   ( AUC)  v alu ac h iev ed   b y   th e   h ea lth y ,   s ev er ity   2 ,   2 . 5 ,   a n d   3   ar 0 . 9 7 7 ,   0 . 9 6 1 ,   0 . 9 6 3 ,   an d   0 . 9 7 .           Fig u r 5 .   C o n f u s io n   m atr i x           Fig u r 6 .   R OC   cu r v o f   th s e v er ity   s tag es       T ab le  2   d ep icts   th c o m p ar a tiv an aly s is   o f   d if f er e n ap p r o ac h es  lik R NN,   L STM ,   B i - L STM ,   GR U,   B i - G R U ,   an d   th p r o p o s ed   B I - GR U - AHO.   T h p er f o r m an ce   is   ca r r ied   o u b y   v ar y i n g   th e   h ea lth y   an d   s ev er ity   v alu es.   I n   a ll  c o m p ar ativ p er f o r m a n ce   th e   p r o p o s ed   B I - GR U - AHO  o u tp er f o r m ed   th e   co n v en tio n a l   DL   m o d el  an d   s u itab le  f o r   g ai t a n aly s is .   T h p r ac tical  im p ac ts   o f   u s in g   i m p r o v ed   B i - GR f o r   PD  s e v er ity   an aly s is   ca n   b s u b s tan tial  ac r o s s   v ar io u s   d o m ain s ,   p ar ticu lar l y   i n   h ea lth ca r e,   p atien t c ar e,   a n d   r esear ch .   Her ar s o m o f   t h e   k ey   im p ac ts :   E n h an ce d   d iag n o s tic  ac cu r ac y     I m p r o v ed   ea r ly   d etec tio n th Bi - GR U   m o d el,   with   its   ab ilit y   to   ca p tu r co m p lex   tem p o r a d ep en d en cies  in   s eq u en tial  d ata,   ca n   s ig n if i ca n tly   en h a n ce   th e   ac cu r ac y   o f   ea r ly   d etec tio n   o f   PD .   T h i s   lead s   to   tim ely   in ter v en tio n s ,   p o ten tially   s lo win g   d is ea s p r o g r ess io n .     Pre cisi o n   in   s ev er ity   class if icatio n b y   ac c u r ately   class if y in g   th s ev er ity   o f   PD  s y m p t o m s ,   th m o d el  en ab les  m o r tailo r e d   tr ea tm e n p lan s .   T h is   p r ec is io n   is   cr itical  in   m an ag in g   th d is ea s ef f ec tiv ely   an d   ad ju s tin g   th er ap ies as n ee d e d .   C lin ical  d ec is io n   s u p p o r t     Su p p o r tin g   clin ician s th m o d el  ca n   s er v as  d ec is io n   s u p p o r to o f o r   clin ician s ,   p r o v id in g   d ata - d r iv e n   in s ig h ts   in to   th e   s ev er ity   o f   a   p atien t s   co n d itio n .   T h is   ca n   a s s is in   m ak in g   i n f o r m ed   d ec i s io n s   r eg ar d i n g   tr ea tm en t o p tio n s   a n d   in ter v en tio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       I mp r o ve d   B i - GR fo r   p a r kin s o n s   d is ea s s ev erit a n a lysi s   ( Ma la th i A r u n a c h a la m)   1147     R ed u cin g   d iag n o s tic  v ar iab ilit y b y   p r o v id i n g   co n s is ten an d   o b jectiv s ev er ity   ass ess m en ts ,   th i m p r o v e d   Bi - GR r ed u ce s   th v ar i ab ilit y   in   d iag n o s es  th at  ca n   o cc u r   d u to   s u b jectiv j u d g m e n t,  l ea d in g   to   m o r s tan d ar d ized   ca r e.   T h ese  p r ac tical  im p ac ts   h ig h lig h th p o ten tial  o f   t h i m p r o v e d   B i - GR m o d el  to   r ev o lu tio n ize  th m an ag em en t   an d   u n d er s tan d i n g   o f   PD ,   lead in g   to   b etter   p atie n o u tco m es  an d   m o r e   ef f icien h ea lth ca r e   s y s tem s .       T ab le  2 .   C o m p a r ativ an aly s is   C l a s s   M e t h o d   A c c u r a c y   S e n s i t i v i t y   S p e c i f i c i t y   P r e c i s i o n   H e a l t h y   R N N   9 0 . 2   9 1 . 2   9 1 . 7   8 9 . 3   LSTM   9 1 . 3   9 2 . 4   9 3 . 9   9 0 . 4   Bi - LST M   9 4 . 3   9 4 . 9   9 4 . 5   9 3 . 2   G R U   9 4 . 7   9 5 . 1   9 5 . 6   9 4 . 8   Bi - G R U   9 5 . 6   9 5 . 9   9 6 . 9   9 5 . 3   P r o p o se d   9 8 . 7   9 7 . 7   9 7 . 2   9 6 . 9   2   R N N   9 4 . 2   9 1 . 9   9 1 . 4   9 0 . 3   LSTM   9 4 . 3   9 2 . 3   9 5 . 9   9 0 . 5   Bi - LST M   9 5 . 3   9 4 . 1   9 4 . 9   9 3 . 4   G R U   9 5 . 7   9 5 . 5   9 6 . 7   9 4 . 1   Bi - G R U   9 5 . 9   9 4 . 9   9 7 . 8   9 5 . 9   P r o p o se d   9 6 . 7   9 7 . 3   9 7 . 8   9 9 . 9   2 . 5   R N N   9 0 . 4   9 1 . 2   9 0 . 1   8 9 . 6   LSTM   9 1 . 3   9 2 . 4   9 2 . 2   9 0 . 7   Bi - LST M   9 4 . 3   9 4 . 9   9 4 . 7   9 3 . 4   G R U   9 4 . 7   9 5 . 1   9 5 . 8   9 4 . 9   Bi - G R U   9 5 . 6   9 5 . 9   9 6 . 2   9 6 . 2   P r o p o se d   9 8 . 5   9 6 . 7   9 7 . 9   9 8 . 9   3   R N N   9 0 . 6   9 1 . 6   9 1 . 9   9 0 . 3   LSTM   9 1 . 5   9 1 . 4   9 4 . 9   9 1 . 4   Bi - LST M   9 3 . 1   9 5 . 8   9 5 . 5   9 3 . 5   G R U   9 4 . 4   9 5 . 4   9 5 . 2   9 4 . 6   Bi - G R U   9 5 . 2   9 5 . 8   9 6 . 1   9 5 . 2   P r o p o se d   9 8 . 1   9 7 . 6   9 7 . 4   9 7 . 1       5.   CO NCLU SI O N   Sig n als  in   g ait  ty p ically   ex h ib it  p er io d ic  an d   r e p etitiv p a tter n s .   T h er ef o r e ,   th ev alu ati o n   o f   g ait  ab n o r m alities   p r o v es  ef f ec tiv in   d is tin g u is h in g   b etwe en   n o r m al  an d   PD  in d i v id u als.  Me d ical  ex p er ts   tr ad itio n ally   r ely   o n   m u ltip le  p h y s ical,   n eu r o l o g ical  an d   p h y s io lo g ical  an aly s es  f o r   an   ac cu r ate  PD  d iag n o s is .   Ho wev er ,   th is   ap p r o ac h   h ea v i ly   r elies  o n   th ex p er tis an d   lead s   to   in ac cu r ac ies.  T h wo r k   p r esen ted   i n   th is   p ap er   ( DL   m o d el  B I - GR U - AHO)   was  s u b s eq u en tly   u tili ze d   to   an aly ze   th g ait  p atter n s   o n   th e   VGRF   p atter n .   T h p r o p o s ed   B I - GR U - AHO  was  tr ain ed   u s in g   1 0 - f o l d   cr o s s - v alid atio n   an d   ac h ie v ed   b etter   ac cu r ac ies  o f   9 8 . 7 ( h ea lth y ) ,   9 6 . 7 ( s ev e r ity   2 ) ,   9 8 . 5 %   ( ( s ev er ity   2 . 5 ) ,   an d   9 8 . 1 ( s ev er ity   3 )   r esp ec t iv ely .   T h e   f in d in g s   s u g g est th at  th p r o p o s ed   B I - GR U - AHO,   wh en   tr ain ed   with   lar g er   d atab ase  o f   g ait  d ata,   h as th p o ten tial to   o f f er   im p r o v ed   ass ess m en ts   o f   p atien ts   with   PD.  T h is   ca p a b ilit y   ca n   b p ar ticu l ar ly   v alu a b le  f o r   clin ician s   in   f o r m u latin g   m o r ef f ec tiv r e h ab ilit atio n   p r o g r am s .   Fu tu r r esear ch   co u ld   f o c u s   o n   v alid atin g   th i m p r o v e d   Bi - GR m o d el  ac r o s s   m u lti p le  an d   d i v er s d atasets .   T h is   wo u ld   en s u r th m o d e l s   r o b u s tn ess   an d   g en er aliza b ilit y ,   m ak in g   it  ap p licab le  to   d if f er en p o p u latio n s   an d   en v ir o n m en ts .   I n v est ig atin g   m eth o d s   to   ad ap th B i - GR m o d el  to   n ew  d atasets   with   m in im al  r etr ain in g   co u l d   en h a n ce   its   u s ab ilit y   in   d if f er en t   clin ical  s ettin g s ,   r ed u cin g   th e   n ee d   f o r   ex ten s iv d ata  co llect io n   an d   m o d el  r etr ain in g .       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h Au th o r   with   d ee p   s en s o f   g r atitu d wo u ld   th a n k   th s u p er v is o r   f o r   h is   g u id an ce   an d   co n s tan s u p p o r t r e n d er e d   d u r in g   t h is   r esear ch .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   B a l a k r i s h n a n ,   J.  M e d i k o n d a ,   P .   K .   N a m b o o t h i r i ,   a n d   M .   N a t a r a j a n ,   R o l e   o f   w e a r a b l e   se n s o r w i t h   mac h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s   i n   g a i t   a n a l y s i f o r   p a r k i n s o n s   d i se a se  a ssess me n t :   a   r e v i e w ,   En g i n e e re d   S c i e n ce ,   v o l .   1 9 ,   p p .   5 1 9 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 3 0 9 1 9 / e s8 e 6 2 2 .   [ 2 ]   B .   G .   M u ñ o z - M a t a ,   G .   D o r a n t e s - M é n d e z ,   a n d   O .   P i ñ a - R a m í r e z ,   S t a c k e d   sp a t i a l   a n d   t e mp o r a l   d e e p   l e a r n i n g   me t h o d f o r   i d e n t i f i c a t i o n   o f   p a r k i n s o n d i s e a se   u si n g   g a i t   si g n a l s ,   i n   I FM BE  Pro c e e d i n g s ,   v o l .   8 6 ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 1 9 1 2 6 .   [ 3 ]   B .   L i ,   Y .   S u n ,   Z.   Y a o ,   J.  W a n g ,   S .   W a n g ,   a n d   X .   Y a n g ,   I mp r o v e d   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e   t o   d e t e c t   f r e e z i n g   o f   g a i t   i n   p a r k i n so n d i se a se  b a s e d   o n   w e a r a b l e   s e n s o r s,   El e c t ro n i c ( S w i t zerl a n d ) ,   v o l .   9 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 2 0 ,   N o v .   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s9 1 1 1 9 1 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  37 ,   No .   2 Feb r u a r y   20 25 1 1 40 - 1 14 9   1148   [ 4 ]   B .   E. ,   B .   D . ,   a n d   B .   R . ,   S u p e r v i se d   mac h i n e   l e a r n i n g   b a se d   g a i t   c l a ssi f i c a t i o n   sy s t e m   f o r   e a r l y   d e t e c t i o n   a n d   st a g e   c l a ss i f i c a t i o n   o f   P a r k i n so n d i s e a s e ,   A p p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g   J o u rn a l ,   v o l .   9 4 ,   p .   1 0 6 4 9 4 ,   S e p .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s o c . 2 0 2 0 . 1 0 6 4 9 4 .   [ 5 ]   B .   F i l t j e n s,  A .   N i e u w b o e r ,   N .   D c r u z ,   J.  S p i l d o o r e n ,   P .   S l a e t s ,   a n d   B .   V a n r u mst e ,   A   d a t a - d r i v e n   a p p r o a c h   f o r   d e t e c t i n g   g a i t   e v e n t d u r i n g   t u r n i n g   i n   p e o p l e   w i t h   P a r k i n s o n s   d i se a se   a n d   f r e e z i n g   o f   g a i t ,   G a i t   a n d   P o s t u r e ,   v o l .   8 0 ,   p p .   1 3 0 1 3 6 ,   J u l .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . g a i t p o st . 2 0 2 0 . 0 5 . 0 2 6 .   [ 6 ]   O .   M .   B e i g i ,   L.   R .   N ó b r e g a ,   S .   H o u g h t e n ,   A .   A .   P e r e i r a ,   a n d   A .   d e   O l i v e i r a   A n d r a d e ,   F r e e z i n g   o f   g a i t   i n   P a r k i n s o n d i s e a s e :   C l a s si f i c a t i o n   u s i n g   c o m p u t a t i o n a l   i n t e l l i g e n c e ,   Bi o S y s t e m s ,   v o l .   2 3 2 ,   p .   1 0 5 0 0 6 ,   O c t .   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b i o s y st e ms. 2 0 2 3 . 1 0 5 0 0 6 .   [ 7 ]   J.  H a u sd o r f f ,   G a i t   i n   p a r k i n s o n s d i s e a se ,   Ph y si o n e t ,   2 0 0 8 .   h t t p s: / / p h y s i o n e t . o r g / c o n t e n t / g a i t p d b / 1 . 0 . 0 / .   [ 8 ]   L.   S i g c h a   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s   f o r   d e t e c t i n g   f r e e z i n g   o f   g a i t   i n   p a r k i n s o n s   d i se a se   p a t i e n t s   t h r o u g h   o n - b o d y   a c c e l e r a t i o n   s e n so r s,   S e n s o rs (S w i t ze rl a n d ) ,   v o l .   2 0 ,   n o .   7 ,   p .   1 8 9 5 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 0 7 1 8 9 5 .   [ 9 ]   J.  C a m p e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g   f o r   f r e e z i n g   o f   g a i t   d e t e c t i o n   i n   P a r k i n so n d i s e a se   p a t i e n t i n   t h e i r   h o mes   u si n g   a   w a i s t - w o r n   i n e r t i a l   mea su r e me n t   u n i t ,   K n o w l e d g e - Ba s e d   S y st e m s ,   v o l .   1 3 9 ,   p p .   1 1 9 1 3 1 ,   Ja n .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . k n o s y s. 2 0 1 7 . 1 0 . 0 1 7 .   [ 1 0 ]   B .   V i d y a   a n d   P .   S a si k u mar,   P a r k i n so n s   d i se a se   d i a g n o si s   a n d   s t a g e   p r e d i c t i o n   b a se d   o n   g a i t   s i g n a l   a n a l y s i u s i n g   E M D   a n d   C N N LST M   n e t w o r k ,   E n g i n e e r i n g   Ap p l i c a t i o n o f   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   1 1 4 ,   p .   1 0 5 0 9 9 ,   S e p .   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n g a p p a i . 2 0 2 2 . 1 0 5 0 9 9 .   [ 1 1 ]   T.   A ş u r o ğ l u   a n d   H .   O ğ u l ,   A   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h   f o r   p a r k i n s o n d i sea se   se v e r i t y   a ssessm e n t ,   H e a l t h   a n d   T e c h n o l o g y   v o l .   1 2 ,   n o .   5 ,   p p .   9 4 3 9 5 3 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 2 5 5 3 - 0 2 2 - 0 0 6 9 8 - z.   [ 1 2 ]   Y .   X i a ,   J .   Z h a n g ,   Q .   Y e ,   N .   C h e n g ,   Y .   Lu ,   a n d   D .   Zh a n g ,   E v a l u a t i o n   o f   d e e p   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k f o r   d e t e c t i o n   o f   f r e e z i n g   o f   g a i t   i n   P a r k i n s o n d i sea se  p a t i e n t s,”   Bi o m e d i c a l   S i g n a l   Pro c e ssi n g   a n d   C o n t ro l ,   v o l .   4 6 ,   p p .   2 2 1 2 3 0 ,   S e p .   2 0 1 8 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b s p c . 2 0 1 8 . 0 7 . 0 1 5 .   [ 1 3 ]   M .   I .   A .   S .   N .   F e r r e i r a ,   F .   A .   B a r b i e r i ,   V .   C .   M o r e n o ,   T .   P e n e d o ,   a n d   J.   M .   R .   S .   Ta v a r e s,   M a c h i n e   l e a r n i n g   m o d e l s   f o r   P a r k i n s o n s   d i se a se  d e t e c t i o n   a n d   st a g e   c l a ss i f i c a t i o n   b a se d   o n   sp a t i a l - t e mp o r a l   g a i t   p a r a m e t e r s,”   G a i t   a n d   Po st u r e ,   v o l .   9 8 ,     p p .   4 9 5 5 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . g a i t p o st . 2 0 2 2 . 0 8 . 0 1 4 .   [ 1 4 ]   L.   B o r z ì ,   L.   S i g c h a ,   D .   R o d r í g u e z - M a r t í n ,   a n d   G .   O l m o ,   R e a l - t i me  d e t e c t i o n   o f   f r e e z i n g   o f   g a i t   i n   P a r k i n s o n d i se a se  u si n g   mu l t i - h e a d   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k a n d   a   si n g l e   i n e r t i a l   se n so r ,   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   i n   M e d i c i n e ,   v o l .   1 3 5 ,   p .   1 0 2 4 5 9 ,   Jan .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a r t m e d . 2 0 2 2 . 1 0 2 4 5 9 .   [ 1 5 ]   M .   N i l a s h i   e t   a l . ,   E a r l y   d i a g n o si o f   P a r k i n s o n d i s e a se :   A   c o mb i n e d   met h o d   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   a n d   n e u r o - f u z z y   t e c h n i q u e s ,   C o m p u t a t i o n a l   Bi o l o g y   a n d   C h e m i st r y ,   v o l .   1 0 2 ,   p .   1 0 7 7 8 8 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p b i o l c h e m. 2 0 2 2 . 1 0 7 7 8 8 .   [ 1 6 ]   I .   N i ssar,   W .   A .   M i r ,   I z h a r u d d i n ,   a n d   T.   A .   S h a i k h ,   M a c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s   f o r   d e t e c t i o n   a n d   d i a g n o s i o f   p a r k i n s o n s   d i s e a se   -   a   r e v i e w ,   2 0 2 1   7 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   A d v a n c e d   C o m p u t i n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n   S y s t e m s,   I C AC C S   2 0 2 1 ,   p p .   8 9 8 9 0 5 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A C C S 5 1 4 3 0 . 2 0 2 1 . 9 4 4 1 8 8 5 .   [ 1 7 ]   H .   G u n d u z ,   D e e p   l e a r n i n g - b a s e d   p a r k i n so n d i se a se  c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   v o c a l   f e a t u r e   se t s,”   I E EE   Ac c e s s ,   v o l .   7 ,     p p .   1 1 5 5 4 0 1 1 5 5 5 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 3 6 5 6 4 .   [ 1 8 ]   D .   O l i v a r e e t   a l . ,   N - M e t h y l   D - A sp a r t a t e   ( N M D A )   r e c e p t o r   a n t a g o n i st a n d   me ma n t i n e   t r e a t m e n t   f o r   a l z h e i mer’ d i s e a s e ,   v a s c u l a r   d e me n t i a   a n d   p a r k i n s o n d i se a se,   C u rre n t   Al z h e i m e r   Re se a rc h ,   v o l .   9 ,   n o .   6 ,   p p .   7 4 6 7 5 8 ,   2 0 1 3 ,     d o i :   1 0 . 2 1 7 4 / 1 5 6 7 2 0 5 1 2 8 0 1 3 2 2 5 6 4 .   [ 1 9 ]   G .   S La v a l l e   a n d   R .   R R o mer o ,   C l a ssi f i c a t i o n   o f   P P M I   M R I   sca n w i t h   v o x e l - b a se d   mo r p h o m e t r y   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g   t o   a ssi s t   i n   t h e   d i a g n o s i o f   P a r k i n s o n s   d i se a se,   C o m p u t e Me t h o d s   a n d   Pr o g ra m s   i n   Bi o m e d i c i n e ,   v o l .   1 9 8 ,   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c mp b . 2 0 2 0 . 1 0 5 7 9 3 .   [ 2 0 ]   O .   Y a ma n ,   F .   Er t a m,  a n d   T.   Tu n c e r ,   A u t o ma t e d   P a r k i n so n d i s e a se  r e c o g n i t i o n   b a s e d   o n   st a t i st i c a l   p o o l i n g   me t h o d   u si n g   a c o u s t i c   f e a t u r e s,   M e d i c a l   H y p o t h e s e s ,   v o l .   1 3 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . me h y . 2 0 1 9 . 1 0 9 4 8 3 .   [ 2 1 ]   Z.   K S e n t u r k ,   Ea r l y   d i a g n o si o f   P a r k i n s o n d i s e a s e   u s i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms,   Me d i c a l   H y p o t h e s e s ,   v o l .   1 3 8 ,   p .   1 0 9 6 0 3 ,   M a y   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m e h y . 2 0 2 0 . 1 0 9 6 0 3 .   [ 2 2 ]   S .   A i c h ,   H . - C .   K i m,  K .   Y o u n g a ,   K .   L .   H u i ,   A .   A .   A l - A b si ,   a n d   M .   S a i n ,   A   su p e r v i se d   m a c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h   u s i n g   d i f f e r e n t   f e a t u r e   s e l e c t i o n   t e c h n i q u e s   o n   v o i c e   d a t a s e t f o r   p r e d i c t i o n   o f   p a r k i n s o n d i sea s e ,   i n   2 0 1 9   2 1 st   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Ad v a n c e d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g y   ( I C AC T ) ,   F e b .   2 0 1 9 ,   v o l .   2 0 1 9 - F e b r u ,   p p .   1 1 1 6 1 1 2 1   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / I C A C T. 2 0 1 9 . 8 7 0 1 9 6 1 .   [ 2 3 ]   I .   R u st e mp a si c   a n d   M .   C a n ,   D i a g n o s i o f   p a r k i n s o n s d i sea se  u si n g   f u z z y   c - mea n c l u st e r i n g   a n d   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n ,   S o u t h e a st   Eu r o p e   J o u r n a l   o f   S o f t   C o m p u t i n g ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   M a r .   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 2 1 5 3 3 / s c j o u r n a l . v 2 i 1 . 4 4 .   [ 2 4 ]   L.   S i l v e i r a - M o r i y a m a   e t   a l . ,   T h e   u s e   o f   sm e l l   i d e n t i f i c a t i o n   t e s t i n   t h e   d i a g n o si s   o f   P a r k i n so n d i se a se   i n   B r a z i l ,   M o v e m e n t   D i so r d e rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 6 ,   p p .   2 3 2 8 2 3 3 4 ,   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / md s . 2 2 2 4 1 .   [ 2 5 ]   R .   P r a sh a n t h ,   S .   D u t t a   R o y ,   P .   K .   M a n d a l ,   a n d   S .   G h o sh ,   A u t o m a t i c   c l a ssi f i c a t i o n   a n d   p r e d i c t i o n   m o d e l s   f o r   e a r l y   P a r k i n s o n s   d i s e a se  d i a g n o si f r o S P EC i m a g i n g ,   Ex p e r t   S y st e m w i t h   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   4 1 ,   n o .   7 ,   p p .   3 3 3 3 3 3 4 2 ,   J u n .   2 0 1 4 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 1 3 . 1 1 . 0 3 1 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Ma la t h Ar u n a c h a l a m           is  a n   a ss istan p ro fe ss o i n   th e   De p a rt m e n o Co m p u ter   S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g ,   u n d e An a n d   In stit u te  o f   Hig h e Tec h n o lo g y ,   Ka z h ip a tt u r,   Ch e n n a i -   6 0 3 1 0 3 .   S h e   h a re c e iv e d   h e B.   Tec h .   d e g re e   in   In f o rm a ti o n   tec h n o l o g y   fro m   S RM   Eas wa ri   En g i n e e rin g   Co ll e g e   i n   2 0 0 4 .   M .   Tec h .   i n   C o m p u t e S c ien c e   a n d   E n g in e e rin g   fr o m   S R M   Un iv e rsity   in   2 0 1 3 .   He a re a   o i n tere st  a re   a rti ficia i n telli g e n c e ,   m a c h in e   lea rn in g ,   a n d   d e e p   lea r n in g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il m a lath iaru n a c h a lam 8 3 @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       I mp r o ve d   B i - GR fo r   p a r kin s o n s   d is ea s s ev erit a n a lysi s   ( Ma la th i A r u n a c h a la m)   1149     Ra m a la k sh m R a m a r           re c e iv e d   h e Do c t o ra d e g re e   a n d   M a st e o En g in e e ri n g   d e g re e   in   Co m p u ter  S c ie n c e   a n d   En g in e e rin g .   S h e   h a b e e n   wo r k in g   i n   t h e   De p a rtme n o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g in e e rin g   a Ka las a li n g a m   Ac a d e m y   o Re se a rc h   a n d   Ed u c a ti o n   (P re v io u sly   k n o wn   a Aru lmig u   K a las a li n g a m   Co ll e g e   o En g in e e rin g si n c e   2 0 0 1 .   S h e   h a m o re   th a n   2 4   y e a rs  o tea c h i n g   e x p e rien c e .   S h e   is   a   m e m b e o CS I,   I S TE ,   a n d   Ne two rk   Tec h n o l o g y   g r o u p   o TIF AC -   CORE  in   Ne two rk   En g in e e rin g .   S h e   h a s p u b li sh e d   m o re   th a n   6 0   re se a rc h   a rti c les   in   re p u ted   jo u rn a ls  a n d   in ter n a ti o n a c o n fe re n c e s .   S h e   h a re c e iv e d   a   Yo u n g   S c ien ti st  F e ll o ws h i p   fro m   t h e   Ta m il n a d u   S tate   Co u n c il   fo S c ien c e   a n d   Tec h n o lo g y   a n d   a n   Aw a rd   o E x c e ll e n c e   fro m   S AP   In d ia  P v t .   Li m it e d .   He a re a o re se a rc h   in c lu d e   so f twa re   d e fin e d   n e two r k in g ,   m a c h in e   lea rn in g ,   th e   i n tern e t   o f   th in g s,  a n d   d a ta  a n a l y ti c s .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il ra m a @k lu . a c . in .       Va ib h a v   G a n d h         is  a   d e d ica ted   e d u c a to a n d   re se a rc h e a M id d les e x   Un i v e rsity ,   sp e c ializin g   in   Bra in - Co m p u ter   In terfa c e   a n d   a ss isti v e   ro b o t ics .   Wi th   a   p a ss io n   fo r   e m p o we rin g   stu d e n ts,  h e   c u lt i v a t e a   d y n a m ic  lea rn in g   e n v iro n m e n th a e n c o u ra g e c rit ica l   th in k in g   a n d   p ra c ti c a a p p li c a t io n   o f   k n o wle d g e .   Va i b h a v s   e x p e rti se   e x ten d s   to   t h e   e x p lo ra ti o n   o tec h n o l o g y imp a c o n   so c iet y ,   p a rti c u larl y   in   a re a su c h   a b i o m e d ica si g n a l   p ro c e ss in g ,   c o m p u tat io n a n e u r o sc ien c e ,   a n d   u se r - c e n tri c   g ra p h i c a u se in terfa c e s.  He   i s   c o m m it ted   to   a d v a n c in g   a c a d e m ic  e x c e ll e n c e   th r o u g h   in n o v a t iv e   tea c h in g   m e th o d a n d   c o ll a b o ra ti v e   re se a rc h   in it iati v e s.  As   a   re sp e c ted   m e m b e o th e   u n iv e rsit y   c o m m u n it y ,   Va ib h a v   a c ti v e l y   c o n tri b u tes   to   in terd isc ip li n a ry   p r o jec ts  a n d   fo s te rs  p a rtn e rsh ip t h a d r iv e   p o siti v e   c h a n g e .   His  h o li stic  a p p ro a c h   to   e d u c a ti o n   a n d   re se a rc h   re flec ts  a   d e e p   c o m m it m e n t   to   p re p a rin g   stu d e n ts  f o s u c c e ss   in   a n   in c re a sin g l y   d ig it a wo rl d .   Th ro u g h   h is  wo r k ,   Va ib h a v   in sp ires   b o t h   stu d e n ts  a n d   c o ll e a g u e to   p u sh   th e   b o u n d a ries   o f   k n o wle d g e   a n d   m a k e   m e a n in g fu l   c o n tri b u ti o n s t o   t h e ir  field s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il V.G a n d h i@m d x . a c . u k .       Bh u v a n e sh  Ana n t h a n           re c e i v e d   th e   B. E.   d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic s   En g i n e e rin g   fr o m   An n a   Un i v e rsity   in   2 0 1 2 ,   M .   Tec h .   i n   P o we S y ste m   En g i n e e rin g   fr o m   Ka las a li n g a m   Un iv e rsity   i n   2 0 1 4   a n d   P h . D.  d e g re e   fro m   F a c u lt y   o El e c tri c a En g in e e rin g   o f   An n a   Un i v e rsity   i n   2 0 1 9 .   He   h a ten   y e a rs  o tea c h in g   a n d   re se a rc h   e x p e rien c e s.  His  re se a rc h   in tere sts  a re   in   p o we sy ste m s,   e lec tri c   v e h icle s,  re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e s,  o p t imiz a ti o n   tec h n iq u e a n d   a rti ficia i n telli g e n c e .   He   is  n o a n   a ss o c iate   p ro fe ss o in   De p a rtme n o El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   P S C o ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   Tec h n o l o g y ,   Ti ru n e l v e l i,   Tam il   Na d u ,   I n d i a .   He   h a p u b li s h e d   m o re   th a n   1 0 0   p a p e rs  in   r e p u ted   in tern a ti o n a j o u r n a ls,  6 5   p a p e rs  in   in tern a ti o n a c o n fe re n c e a n d   2 0   b o o k s.  He   is  a   li fe   t ime   m e m b e o I n tern a ti o n a l   S o c iet y   fo Re se a rc h   a n d   De v e lo p m e n t ,   I n tern a ti o n a As so c iati o n   o f   En g i n e e rs.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il b h u v a n e sh . a n a n t h a n @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.