I A E S   I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 , pp.  561 ~ 569   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v 1 4 .i 1 .pp 561 - 569           561     Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   D e t e c t i n g h u m an  f al l  u si n g  i n t e r n e t  of  t h i n gs   d e vi c e s f or   h e al t h c ar e   ap p l i c at i on s       Z ak ar ia  B e n h ai li , Y ou s s e f  B al ou k i,  L ah c e n  M ou m ou n   L a bor a t or y   of   M a t he m a t i c s , C om put e r  S c i e nc e   a nd E ngi ne e r i ng S c i e nc e s ,   F a c u l t y of  S c i e nc e s  a nd  T e c hni que s ,     H a s s a n F i r s t  U ni ve r s i t y of  S e t t a t ,  S e t t a t , M or o cco       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d   D e c   7 ,  2023   R e vi s e d  J ul   4 ,  2024   A c c e pt e d  J ul   26 ,  2024       Falls po se a  signific ant thr eat to  uninte ntional  injurie s, par ticular ly  impacting  the  independence  of  older  individuals.   Existing  detection  methods   suffe r  from  drawbacks,  including  inaccuracies,  wearer  discomfort,   complex   setup,  resource - intensive  computation,  and  limitations  in  detecting  falls  ou tside  a  specific  setting.  In  r esponse,  our  innovat ive  fall   detection   system  int egrates  with  a  pneumatic  solution,   analyzing  fundamental  human   activiti es  like  running,  walking,  and  sitting ,  both  indoors  and   outdoors.  This  ap proach  combines   wearable  sensors  with  a  vision - based  solution,  utilizing  a  sm art  belt  with  embedded  accelerometer   and  gyroscope,  alongside  wall - in stalled  cameras  in  a  smart   house.  The  system  triggers  an   airbag  and   se nds  an  emergency  alarm  upon  fall  detection .  To  achieve  this,  we  propose  FallMi xer  a  lightweight  deep  le arning  model,   combined  with  ‘ y ou  only   look   once’  version  8  (YOLO v8 )  algorithm,  fine - tuned  on  a  collected  video  dat aset  to  enable  real - time  detection.  We  found  that   the  models  result   in  comp etitive  performance,  as  demonstrated  on  SisFall,  UCI  human   activit y   recognition   ( HAR ) ,  and  mobile  health  ( MHEALTH )   datasets  with  a   remarkable   mean  a verage  precision.  Subsequently,  we  assess  the  hardware   performance   of  our  solution on edge devic es.   K e y w o r d s :   A c ti vi ty  r e c ogni ti on   D e e p l e a r ni ng   F a ll  de te c ti on   I nt e r ne t  of  t hi ngs   S e ns or s   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   Z a ka r ia  B e nha il i   L a bor a to r y  of  M a th e m a ti c s , C om put e r  S c ie nc e  a nd E ngi ne e r in g S c ie nc e s   F a c ul ty  of  S c ie nc e s  a nd  T e c hni que s , H a s s a n F ir s t  U ni ve r s it y of  S e tt a t   S e tt a t   26000 , M or oc c o   E m a il :  z .be nha il i@uhp.a c .m a       1.   I N T R O D U C T I O N   H um a n  a c ti vi ty   r e c ogni ti on  ( H A R )   ha s   e m e r ge d  a s   a   c r uc ia l  a r e a   of   r e s e a r c h  w it hi n  a m bi e nt   a nd   c ont e xt - a w a r e   c om put in g   [ 1] ,  [ 2] .   I t   ha s   a   s ubs ta nt ia l  im pa c t  in  di f f e r e nt   f ie ld s ,  s uc h  a s   in te ll ig e nt   s ur ve il la nc e   s ys te m s   [ 3] , he a lt hc a r e   [ 4] ,   [ 5] ,   hum a n - c om put e r  i nt e r a c ti on  [ 6 ] , a nd e ld e r c a r e  a s s is ta n c e   [ 7] . W hi le  H A R  h a s   br oa d  a ppl ic a ti ons ,  one   c r uc ia l  a r e a   w he r e   it   pl a ys   a   vi ta l  r ol e   is   in   f a ll   d e te c ti on  f or   e ld e r ly   pe r s on s .  T h e   de te c ti on  of   f a ll s   hol ds   pa r a m ount   im por ta nc e ,  pa r ti c ul a r ly   f o r   th os e   a ge d  65  a nd  a bove ,  a s   it   r e pr e s e nt s   a   s ig ni f ic a nt   publ ic   he a lt h  c onc e r n  a nd  s ta nds   a s   th e   le a di ng   c a us e   of   in ju r y - r e la te d  f a ta li ti e s   w it hi n  th is   de m ogr a phi c .  T he   im pl e m e nt a ti on  of   r e a l - ti m e   f a ll   de te c ti on  d e vi c e s   hol d s   im m e ns e   va lu e ,   of f e r in g  a   m e a n s   to   pr om pt ly   s um m on  a s s is ta n c e   a nd   th e r e by  pr e ve nt in g  in ju r ie s .  A ddi ti ona ll y,  s uc h  d e vi c e s   c ont r ib ut e   to   a n   e nha nc e d  qua li ty   of   li f e   f o r   s e ni or s   a nd  pr ovi de   c a r e gi ve r s   w i th   gr e a te r   he lp .  H A R   f r a m e w or ks   e na bl e   th e   de te c ti on,  c la s s if ic a ti on,  a nd  unde r s ta ndi ng  of   s pe c if ic   body  m o ve m e nt   or   a c ti vi ty   th r ough  da ta   c ol le c te d  f r om   di ve r s e   s e ns or s .  I n  li te r a tu r e   r e s e a r c he r s   de te c t  th e   a c ti vi ti e s   th r ough  two  m a in   m e th ods :  vi s io n - ba s e d,  w hi c h   a na ly z e s   vi de o  or   im a ge   da ta   c a pt ur e d  by  c a m e r a s ,  a nd  w e a r a bl e   s e ns or - ba s e d,  w hi c h  le ve r a ge s   da ta   f r om     non - in tr us iv e , e m be dde d s e ns or s  i n s m a r t  de vi c e s  l ik e  s m a r tp h one s  a nd s m a r twa t c he s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 :   561 - 569   562   H ow e ve r ,  bui ld in g  m ode ls   th a t  ge ne r a li z e   w e ll   a c r os s   va r io us   a c ti vi ti e s   a nd  s e ns or s   r e m a in s   a   c ha ll e ngi ng  ta s k.  H um a n  a c ti vi ty   s ig na ls   a nd  im a ge s   c a n  s ig ni f ic a nt ly   va r y  a m ong  in di vi dua ls   a nd  e ve n  f or   th e   s a m e  i ndi vi dua l  pe r f or m in g a n a c ti vi ty  a t  s e pa r a te  t im e s . A ddi ti ona ll y, di f f e r e nt  a c ti vi ti e s  m a y e xhi bi t  s im il a r   s ig na l  pa tt e r ns ,  f ur th e r   c om pl ic a ti ng  a c ti vi ty   c la s s if ic a ti on.  T r a di ti ona ll y,  r e s e a r c he r s   ha ve   u s e d  ha nd c r a f te d  f e a tu r e   e xt r a c ti on  m e th ods   c om bi ne d  w it h  s upe r vi s e d  m a c hi ne   le a r ni ng  te c hni que s   li k e   k - ne a r e s t  n e ig hbor s   ( K N N )   [ 8] ,  s uppor t  ve c to r   m a c hi ne s   ( S V M )   [ 9] ,  de c is io n  tr e e s   ( D T )   [ 10] ,  a nd  e ns e m bl e   a ppr oa c he s   f or   c la s s if ic a ti on  [ 11] .  N e ve r th e le s s ,  th e s e   a ppr oa c h e s   r e qui r e   dom a in   e xpe r ti s e ,  r ig or ous   da ta   pr e - pr oc e s s in g,  a nd  m ig ht   la c k  f le xi bi li ty   due   to   th e   di f f ic ul ty   of   e s ta bl is hi ng   s pa ti a l  a nd  te m por a l  r e la ti ons hi ps   a m ong  ha ndc r a f te d   f e a tu r e s .  R e c e nt   de e p  le a r ni ng  te c hni que s   ha ve   ga in e d  popula r it y,  e s pe c ia ll y  in   a r e a s   li ke   na tu r a l  la ngua ge   pr oc e s s in g   [ 12] ,  im a ge   r e c ogni ti on  a nd  c la s s if ic a ti on   [ 13] .  P r e c is e ly   m ul ti la ye r   pe r c e pt r on  ( M L P )   m ix e r s   [ 14] ,  a   nove l  a r c hi te c tu r e   th a t  ha s   a tt r a c te d  c ons id e r a bl e   in te r e s t  in   na t ur a l  la ngua ge   pr oc e s s in g  a nd  c om put e r   vi s io n.  I n  c ont r a s t  to   th e   popula r   t r a ns f or m e r   [ 15 ] ,  th a t  r e li e s   on  s e lf - a tt e nt io n  m e c ha ni s m s ,  M L P - m ix e r s   us e   M L P s   f or   pr oc e s s in g  in put   da ta .  T hi s   a lt e r na ti ve   a ppr oa c h  pr ovi de s   s e v e r a l  a dva nt a ge s ,  s u c h  a s   s im pl ic it y  a nd   c om put a ti ona l  e f f ic ie nc y, l e a di ng t o f a s te r  t r a in in g t im e s  a nd  r e duc e d m e m or y c ons um pt i on, whic h  i s   s ui ta bl e   f or   in te r ne t  of   th in gs   ( I oT )   a nd  e dge   de vi c e s .   G iv e n  th e s e   pr om is in g  c ha r a c te r is ti c s ,   w e   in ve s ti ga te   th e   de pl oym e nt   of   th is   c la s s   of   ne twor k  f or   ti m e   s e r ie s   d a ta ,  a nd  t he ir   s ui ta bi li ty   f or   ta s ks   in vol vi ng  lo ng - r a nge   de pe nde nc ie s .   W e   pr e s e nt   a   s y s te m   de s ig n  a im e d  a t   e ns ur in g  th e   s a f e ty   of   e ld e r ly   in di vi dua ls   w it hi n  th e ir   hom e s   a nd   m in im iz in g  th e   r is k  of   in ju r y  in   th e   e ve nt   of   a   f a ll   out door s .  T o  de te c t  m ove m e nt s ,  w e   e m pl oy  two  ty pe s   o f   s e ns or s :  a c c e le r om e te r s   a nd  gyr os c ope s .   T he s e   s e ns or s   he lp   in te r pr e t  body  m ot io ns   a nd  id e nt if y  pot e nt ia l  f a ll s .   I n  a ddi ti on,  w e   us e   c a m e r a s   s tr a te gi c a ll y  in s ta ll e d  on  th e   w a ll s .  T o  a c c om pl is h  th is   obj e c ti ve ,  w e   in tr oduc e   F a ll M ix e r ,  a   de e p  n e ur a l  ne twor k  de s ig ne d   to   e xpl oi t  s e n s or y  da ta   a nd  e xt r a c t  te m p or a l  f e a tu r e s   f r om   it .  F or   r e a l - ti m e   f a ll   de te c ti on,  w e   ut il iz e d  Y O L O v8,  a   s ta te - of - th e - a r t  obj e c t  de te c ti on   s ys t e m .  W he r e   f or   tr a in in g  a nd   te s ti ng  w e   e m pl oy e d  th r e e   da t a s e t s   f r om   w e a r a bl e   s e ns or s ,   a lo ngs id e   a   c ol le c te d  vi d e o  da ta s e t  f e a tu r in g  in s ta nc e s   of   f a ll s .  T o  im pl e m e nt   th is   s ol ut io n,  w e   pr opos e   e m be ddi ng  th e   s ys te m   in to   a   s m a r t  be lt   or   s m a r t   ja c ke t.   T hi s   w e a r a bl e   de vi c e   w il l  he lp   to   de te c t  pr e - f a ll   a c ti ons   us in g  th e   c a pa bi li ti e s   of   F a ll M ix e r .  I n  th e   e ve nt   of  a  pot e nt ia l  f a ll , t he  s ys te m  c a n t r ig ge r  t he  pr ot e c ti on  m e c ha ni s m , s uc h a s  de pl oyi ng a n a ir ba g, t o s a f e gua r d   s e ns it iv e   bone s   a nd  m in im iz e   th e   r is k  of   in ju r y.  T he   in te gr a t io n  of   vi s ua l  de te c ti on  f ur th e r   c ont r ib ut e s   to   r e duc in g f a ls e  pos it iv e s   a nd ne ga ti ve s ,  e ns ur in g t he  a r r iv a l  of  t he  a le r t  to  t he  m e di c a l  pe r s onne l.   I n  th is   r e s e a r c h,  our   c ont r ib ut io n  li e s   in   pr e s e nt in g  a   r e s il ie nt   a ppr oa c h  f or   f a ll   de te c ti on  f or   e ld e r ly   pe opl e   w it hi n  a   hous e hol d,  le ve r a gi ng  de e p  le a r ni ng  a lg or it hm s .  I n  c ont r a s t  to   pr io r   s tu di e s   th a t  c onc e nt r a te   on  s in gl e - m oda li ty  de te c ti on, our  nove l  a ppr oa c h a dopt s  a  dua l - s e ns or  s tr a te gy t o a ugm e nt  de te c ti on c a p a bi li ti e s .  O ur   pr opos e d  a lg or it hm   e xhi bi ts   th e  a bi li ty   to   id e nt if y  a   di ve r s e   r a nge   of   a c ti on s ,  s ur pa s s in g  th e   p e r f or m a nc e   of   e xi s ti ng  m e th odol ogi e s ,  pa r ti c ul a r ly   in   f a ll   de te c ti on.  A ddi ti ona ll y ,  w e   e xpl or e   th e   pr a c ti c a li ty   of   im pl e m e nt in g our  a ppr oa c h on e dge  de vi c e s , hi ghl ig ht in g i ts  po te nt ia l  f or  r e a l - w or ld  a ppl ic a ti ons .   T he   r e m a in de r   of   th e   pa pe r   unf ol ds   in   a   s tr uc tu r e d  m a nne r .   S e c ti on  2  p r ovi de s   a n  ove r vi e w   o f   m e th odol ogi e s   pr opos e d   by  ot he r   r e s e a r c he r s   in   th e   f ie ld .  T he   s pe c if ic s   of   our   pr opo s e d  m e th od   a r e   out li ne d   in   s e c ti on   3.  S e c ti on   4  pr e s e nt s   th e   e xp e r im e nt a l  s e tu p,  de ta il i ng  th e   c onf ig ur a ti on  a nd   pa r a m e te r s   us e d  f or   e va lu a ti on.  R e s ul ts   a nd  di s c us s io ns   a r e   c om pr e he ns iv e ly   c ove r e d  in   s e c ti on  5,  a nd  la s t,   w e   c onc lu de   th e   pa pe r .       2.   R E L A T E D  WORKS     S e ve r a l  not e w or th y  s tu di e s   ha ve   c ont r ib ut e d  to   a dva nc in g  th e   a c c ur a c y  a nd  e f f ic ie nc y  of   de te c ti ng  f a ll s   a nd  r e la te d  a c ti vi ti e s .  S e ngül   e t  al .   [ 16]   e xpl or e d  de e p  le a r ni ng - ba s e d  f a ll   de te c ti on  us in g  s m a r twa tc he s ,  w it h  a   pr im a r y  e m pha s is   on   he a lt hc a r e   a ppl ic a ti ons .   T h e ir   m e th od  in vol ve d  c ol l e c ti ng  gyr os c op e   a nd   a c c e le r om e te r   us in g  a   s m a r twa tc h,  a ugm e nt e d  by  a n  in te r pol a ti on  te c hni que .  T hi s   a ppr oa c h  hi gh li ght e d  e f f ic a c y i n a c c ur a te ly  i de nt if yi ng i ns t a nc e s  of  f a ll in g.  T hi s  a ug m e nt a ti on t e c hni que  h a s  a dva nc e d t he  a c c ur a c y  of   bi di r e c ti ona l  lo ng  s hor t - te r m   m e m or y  ( Bi - L S T M )   a lg or it hm   to   r e a c h  99% ,  c ol le c t e d  da ta   h a ve   s ubm it te d  th e  c r e a ti on of  38  f e a tu r e s .  I n a not he r   w or k  [ 17] ,   a  f a ll  d e te c ti on  s ys te m ,  us in g  opt im iz e d c onvolut io na l  ne ur a l  ne twor ks   ( C N N )   a nd  w e a r a bl e  I oT   s e n s or  da ta , w a s  de ve lo pe d.   D a ta  f r om  14 i ndi vi dua ls  a nd  s ix  s e ns or s  w e r e   pr oc e s s e d  to   e xt r a c t  di s ti nc ti ve   f e a tu r e s ,  w hi c h   w e r e   th e n  r e duc e d  us in g  m ul ti li ne a r   pr in c ip a l  c om pone nt   a na ly s is .  A n  8 - la ye r ,  A le xN e t - ba s e d  C N N   s ig ni f ic a nt ly   a dva n c e d  f a ll   de te c ti on.  A not he r   a ppr oa c h,  pr e s e nt e d  by  L e e   e t  al .   [ 18] ,  us e s   f oot   pl a nt a r   pr e s s ur e   a nd  a c c e le r a ti on  da ta .  T he ir   in nova ti ve   s ys te m   e f f e c ti ve ly   di s ti ngui s he d  be twe e n  va r io us   a c ti vi ti e s   of   da il y  li vi ng  ( A D L   ta s ks )   a nd  di ve r s e   ty pe s   of   f a ll s .  B y  ut il iz in g  D T s   a nd  a   th r e s hol d  te c hni que ,  th e   m e th od  a c hi e ve d  a   95%   a c c ur a c y   r a te   in   r e c ogni z in g  f a ll   a c ti vi ti e s   a t  a n  a ve r a ge   s pe e d  of   317   m il li s e c onds .   L uo  e t  al .   [ 19]   in tr oduc e d  a   bi na r y  c onvolut io na l  ne twor k  ta il or e d  f or   r e a l - ti m e   H A R . T he ir  f oc us  on i m pr ovi ng f a ll  de te c ti on us in g w e a r a bl e  s e ns or  da ta , pa r ti c ul a r ly  f or  m obi le  de vi c e s , l e d   th e m  t o i nc or por a te  di la te d c onvolut io ns  t o e f f e c ti ve ly  c a pt ur e  f e a tu r e s  f r om  t i m e  s e r ie s  da ta .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       D e te c ti ng human fall  us in g i nt e r ne t  of  t hi ngs  d e v ic e s  f or  he al th c ar e  appli c at io ns   ( Z ak ar ia  B e nhai li )   563   W e a r a bl e s ,  be in g  b a tt e r y - ope r a te d  w it h  li m it e d  noni nva s iv e   a p pl ic a bi li ty ,  ha ve   le d  ot he r   r e s e a r c he r s   to   a dopt   a   vi s ua l  a ppr oa c h  f or   f a ll   de te c ti on.  T he y  in ve s ti ga te   hum a n  pos tu r e   e s ti m a ti on  us in g  va r io us   ty pe s   of   c a m e r a s .  I nt e r e s ti ngl y,  m o s t  of   th e s e   s tu di e s   u s e   v a r io us   ty pe s   of   C N N   or   Y O L O   a lg or it hm s   f or   r e a l - ti m e   de te c ti on.  H a s a n  e t  al .   [ 20]   u s e   a   two - la ye r   lo ng   s hor t - te r m   m e m or y  ( L S T M )   on  vi de o  d a ta ,  ut il iz in g   th e   O pe nP os e   a lg or it hm   f or   2D   body  po s e   e s ti m a ti on,  a nd  e m pl oyi ng  s e que nt ia l  f r a m e s   f or   f a ll   id e nt if ic a ti on.    F e ng  e t  al .   [ 21]   a ddr e s s e d  c ha ll e nge s   in   c om pl e x  e nvi r onm e nt s   f or   pe de s tr ia n  de te c ti on,  by  in te gr a ti ng  Y O L O v3,  D e e p - S or t  f or   obj e c t  tr a c ki ng,  a nd  V G G - 16  w it h  a n  a tt e nt io n - L S T M   ne twor k  f or   f a ll   de te c ti on.  T hi s   s how c a s e d  a da pt a bi li ty   in   in tr ic a te   s c e na r io s .  F e i  e t  al .   [ 22]   a ppr oa c he d  f a ll   de te c ti on  by  us in g  th e     F lo w - pos it io n  N e t  m ode l,   c om bi ni ng  opt ic a l  f lo w   a nd  hum a n  pos e   da ta .  N ot a bl y,  th e ir   s y s te m   de m ons tr a te d   good  a c c ur a c y  on  two  op e n  da ta s e ts   U R F D   a nd  L e 2i ,  hi ghl ig ht in g  it   i s   pot e nt ia l  f or   r e li a bl e   f a ll   de te c ti on.  R e s e a r c h   by  K a n   e t  al .   [ 23] ,  th e   Y O L O   n e twor k  unde r goe s   m odi f ic a ti ons   a nd  e nha n c e m e nt s   in   c onj unc ti on   w it h  ot he r   m odul e s   to   a tt a in   a   c om m e nd a bl e   m e a n   a ve r a ge   pr e c is io n  ( m A P )   a nd  gui de s   th e   de ve lo pm e nt   of   a   li ght w e ig ht  f a ll  de te c ti on ne twor k.    T he   pr e c e di ng  m e th odol ogi e s   ha ve   pr im a r il y  c onc e nt r a te d  on  f a ll   de te c ti on  th r ough  va r io us   s e ns or   m oda li ti e s   but   ha ve   not   pr io r it iz e d  th e   a nt ic ip a ti on   of   a   f a ll   e ve nt ,  in it ia ti ng  a   w a r ni ng  s ig na l  in   a dva nc e   of   a   f a ll   oc c ur r e nc e   hol ds   th e   pot e nt ia l   f or   li f e s a vi ng  in te r ve nt io ns .  F ur th e r m or e ,  a   r e f in e d  a ppr oa c h  e nt a il s   di s ti ngui s hi ng  be twe e n  in door   a nd  out door   f a ll   de te c ti on,  e nha nc in g  th e   s ys te m ’ s   r e s il ie nc e   by  c ons id e r in g  th e   di s ti nc ti ve   e nvi r onm e nt a l  a tt r ib ut e s   of   e a c h  s e tt in g.  C on s id e r in g  th e s e   c ons id e r a ti o ns ,  w e   put   f or th   our   a ppr oa c h,  w hi c h  c e nt e r s   on  th e   de te c ti on  of   f a ll s   th r ough  th e   in te gr a te d  us e   of   bot h  w e a r a bl e   s e n s or s   a nd  s ur ve il la nc e  c a m e r a s .       3.   M E T H O D   I n  th is   s e c ti on,  w e   pr e s e nt   our   a ppr oa c h  f or   a c ti vi ty   de te c ti on,   w it h  a   s pe c if ic   f oc us   on  id e nt if yi ng   f a ll s .  L e ve r a gi ng  w e a r a bl e   s e ns or s   s e a m le s s ly   in te gr a te d  in to   s m a r tp hone s ,  our   s ys te m   pr om pt ly   r e c ogni z e s   f a ll   pa tt e r ns ,  tr ig ge r in g  a n  a le r t  to   in it ia te   a   pr ot e c ti ve   m e c ha n is m .  T hi s   m e c ha ni s m   ta ke s   th e   f or m   of   a   b e lt   a ir ba g  de s ig ne d  to   s a f e gua r d  vul ne r a bl e   bone s .  I nt r oduc in g  F a ll M ix e r ,  a   ne ur a l  ne twor k,  w e   e va lu a te   it s   pe r f or m a nc e   th r ough  im pl e m e nt a ti on  on  a   s m a r tp hone .  T he   a n a ly s is   c oul d  a ls o  be   don e   on  c l oud  s e r ve r s   to   f ur th e r   e nha nc e   de te c ti on  c a pa bi li ti e s .  W e   in c or por a te   s ur ve il la nc e   c a m e r a s   ta il or e d  f or   s m a r t  hom e   s c e na r io s .  T he n e m pl oyi ng Y O L O   [ 24] ,   w e  t r a in  t he  m ode l  us in g a  c ol le c te d da ta s e t,  e na bl in g i t  to  e f f e c ti ve ly  t r a c k a nd   de te c t  f a ll s   w it h  pr e c is io n.  T hi s   c om pr e h e ns iv e   s ys te m   not   onl y  le ve r a ge s   w e a r a bl e   t e c hnol ogy  but   a l s o  in te gr a te s   s ophi s ti c a te d  c a m e r a - ba s e d  s ur ve il la nc e ,  e ns ur in g  a   r obus t   a nd  r e li a bl e   a ppr oa c h  to   f a ll   de te c ti on   a nd pr ot e c ti on.  F ig ur e  1  pr e s e nt s  t he  de ta il s  of  t he   s ol ut io n.           F ig ur e   1 . F a ll  de te c ti on s ys te m  i n s m a r t  hom e   us in g c a m e r a  a nd  w e a r a bl e  s e n s or s       3.1.  F al lM ix e r  ar c h it e c t u r e   T he   pr opos e d  a r c hi te c tu r e   pr e s e nt e d   in   F ig ur e   2  i s   in s pi r e d   f r om   th e   pa pe r   [ 25]   w e   na m e d  it   “ F a ll M ix e r ”   it   is   de s ig ne d  to   a ddr e s s   th e   c ha ll e nge   of   e f f ic ie nt ly   pr oc e s s in g  ti m e   s e r ie s   da ta ,  us in g  li ght w e ig ht   ope r a ti ons .  T he   m ode l  ut il iz e s   a   c om bi na ti on  of   c onvolut io na l  a nd  m ix e r   la ye r s   to   e xt r a c t  r e le va nt   f e a tu r e s   a nd   f a c il it a te  i nf or m a ti on  f lo w .   A r c hi te c tu r e ’ s  i nput :  it  i s  a  one - di m e ns io na l  ti m e  s e r ie s  da ta , w hi c h i s  r e s h a pe d t o  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 :   561 - 569   564   m a ke   it   c om pa ti bl e   w it h  c onvolut io na l  la ye r s .  L ik e  t he   or ig in a l  a r c hi te c tu r e   w e   a ls o  us e d  th e   pa tc h  e m be ddi ng  la ye r , s pe c if ic a ll y w e  a ppl ie d a  2D  c onvolut io n ope r a ti on w it h  a  pa tc h s iz e  e qua l  to  t he  ke r ne l  s iz e , t o c a pt ur e   lo c a l  in f or m a ti on  f r om   th e   in put   s e que nc e .   T he   out put   is   th e n  pa s s e d  th r ough  a   G a us s ia n  e r r or   li ne a r   uni t  ( G E L U )   a c ti va ti on  f unc ti on  f ol lo w e d  by  ba tc h  nor m a li z a ti on  to   in tr oduc e   non - li ne a r it y  a nd  s ta bi li z e   tr a in in g.  T he   c or e   of   th e   a r c hi te c tu r e   is   th e   F a ll M ix e r   la ye r   c om pos e d  of   a   s e r ie s   of   de pt hw is e   c onvolut io na l  la ye r s .   E a c h F a ll M ix e r  c ons is ts  of  t hr e e  m a in  c om pon e nt s .   C onvolut io n  la ye r   th a t  us e s   a   de pt hw is e   c onvolut io n  w it h  a   ke r ne l  s iz e   of   two  to   id e nt if y   s pa ti a l   r e la ti ons hi ps   be twe e n  n e ig hbor in g  pa tc he s   a nd  to   c a pt ur e   de pe nde nc ie s   w it hi n  lo c a l  pa tc he s   of   th e   in put   s e que nc e .  S ki p  c onne c ti on  th a t  ke e ps   da ta   f r om   e a r li e r   la ye r s   i n  th e   m ode l.   T hi s   pr om ot e s   in f or m a ti on  f lo w   a nd  r e duc e s   th e   va ni s hi ng   gr a di e nt ,  w hi c h  f a c il it a te s   th e   m od e l ’ s   a bi li ty   to   pi c k  up  pe r ti ne nt   r e pr e s e nt a ti ons .   P oi nt w is e   c onvolut io n  th a t   ta ke s   th e   out put   of   th e   s ki p  c onne c t io n  a nd  pa s s e s   it   th r ough  a   1 × 1  c onvolut io na l  la ye r   to   a ggr e ga te   in f o r m a ti on  a nd  in c r e a s e s   th e   m ode l’ s   c a pa c it y  to   c a pt ur e   m o r e   c om pl e x  pa tt e r ns   in   th e   da ta .   A  gl oba l  a ve r a ge  pooli ng l a ye r  a nd a  de n s e  l a ye r  a r e  u s e d i n t h e  a r c hi te c tu r e ’ s  out put .           F ig ur e   2 . T he  a r c hi te c tu r e  of  F a ll M ix e r  us e d f or  a c ti vi ty  r e c ogn it io n       3.2.  Re al  t im e   f al l  d e t e c t io n  al gor it h m   I n t hi s  s tu dy, we  ut il iz e  t he  Y O L O v8 ne twor k, t he  l a te s t  it e r a ti on i n t he  Y O L O  f a m il y of  a lg o r it hm s .   T he  Y O L O v8 mod e l  c om pr is e s  f our  m a in  ne twor k  c om pone nt s :  th e   n eck - e nd  f or  f e a tu r e  f us io n, t he   b a c kbone   ne twor k  f or   e xt r a c ti ng  im a ge   f e a tu r e s ,  th e   in put   f or   da ta   e nh a nc e m e nt ,  a nd  th e   de c oupl e d  he a d e r   out put ,  w hi c h  s e pa r a te s   th e   c la s s if ic a ti on  f r om   th e   de te c ti on  he a de r .  W it h  n um e r ous   im pr ove m e nt s   bui lt   on  th e   Y O L O v5  f r a m e w or k,  Y O L O v8  s ur pa s s e s   Y O L O v5  in   t e r m s   of   s pe e d   a n d  a c c ur a c y.   A ddi ti ona ll y,  it   pr ovi de s   a   uni f ie d  f r a m e w or k  f or   t r a in in g  m ode ls   th a t  m a na ge   ta s ks   s u c h  a s   im a g e   c la s s if ic a ti on,  obj e c t  r e c ogni ti on,  a nd  in s ta n c e   s e gm e nt a ti on.       4.   E X P E R I M E N T  S E T U P   T hi s   s e c ti on  of f e r s   a   c om pr e he n s iv e   ove r vi e w   of   th e   da ta s e t s   a nd  c onf ig ur a ti ons   ut il iz e d  in   th e   e xpe r im e nt s   c onduc te d  in   th is   s tu dy.  T o  e va lu a te   our   m ode ls   a c r os s   va r io us   s e tt in gs ,  w e   s e l e c te d  f our   da ta s e ts ,   th r e e   publ ic ly   a va il a bl e   a nd  one   c ol le c te d  by  our   te a m .  E a c h  da ta s e t  is   di s ti ngui s he d  by  uni que   tr a it s   a nd  e nvi r onm e nt s .  W e   pr ovi de   de ta il e d  in s ig ht s   in to   th e   da ta s e t  pa r ti ti oni ng  t r a in in g  c onf ig ur a ti ons   e m pl oye d  in   our  s tu dy, a im in g f or  r e p r oduc ib il it y a c r os s  a ll  a na ly s e s .     4.1.    D at as e t s  d e s c r ip t io n   U C I  H A R   [ 26]   da ta s e t  w a s  ga th e r e d u s in g a n i P hone  6s  pl a c e d  in  t he  f r ont  poc ke t  of  t he  pa r ti c ip a nt s .   A   to ta l  of   24  pa r ti c ip a nt s ,  in c lu di ng  10 w om e n  a nd  14   m e n,  w i th   di ve r s e   a ge s ,  w e ig ht s ,   a nd  he ig ht s ,  e nga g e d  in   s ix   a c ti vi ti e s   a c r os s   15  tr ia ls   unde r   c on s is te nt   e nvi r on m e nt a l  c ondi ti ons .  T h e   a c ti vi ti e s   pe r f or m e d  w e r e   w a lk in g,  jo ggi ng,  s it ti ng,  s ta ndi ng,  s ta ir s   dow n,  a nd  s ta ir s   up.  E a c h  a c c e le r om e te r   a nd  gyr os c ope   a xi s   in   th e   da ta s e t  c ont a in s   1,304,950  s a m pl e s .  T he   d a ta   w a s   c ol le c te d  a t  a   s a m pl in g  r a te   of   50  H z ,  r e s ul ti ng   in   a   c um ul a ti ve   r e c or di ng  ti m e   o f   435  m in ut e s   ( a bout   7  a nd   a   ha lf   h our s ) .  M obi le   he a lt h  ( M H E A L T H )   [ 27]   da ta s e t   10  pa r ti c ip a nt s   pe r f or m   s ta ti c   a nd  dyna m ic   a c ti vi ti e s ,  c a pt ur e d  us in g  va r io us   s e ns or s ,  in c lu di ng  th r e e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       D e te c ti ng human fall  us in g i nt e r ne t  of  t hi ngs  d e v ic e s  f or  he al th c ar e  appli c at io ns   ( Z ak ar ia  B e nhai li )   565   a c c e le r om e te r   s e ns or s , a n  e le c tr oc a r di ogr a m   s e ns or ,  two   gyr os c ope   s e n s or s ,  a nd   th r e e   m a gne to m e t e r   s e n s or s .  T he   po s it io n  of   a ll   th e s e   s e ns or s   is   on   th e   le f t  a nkl e ,   th e   c h e s t,   a nd  th e   r ig ht   w r is t.   M H E A L T H   e nc om p a s s e s   twe lv e  va r ie d a c ti ons   s uc h a s   s it ti ng, c yc li ng, a nd c li m bi ng s ta ir s .   S is F a ll   [ 28]   s e le c te d  f or   te s ti ng  our   m ode l,   th e   S is F a ll   da ta s e t   s e ts   it s e lf   a pa r t  f r om   ot he r   publ ic ly   a va il a bl e   da ta s e ts .   I t  in vol ve s   da ta   f r om   f if te e n  he a lt hy,  in de pe nde nt   e ld e r ly   in di vi dua l s   a nd   out s hi ne s   c om pe ti to r s   w it h  it s   in c lu s io n  of   m or e   pa r ti c ip a nt s ,  di ve r s e   a c ti vi ty   ty pe s ,  a nd  a   la r ge r   num be r   of   r e c or di ngs .   C om pr is in g  2,706  a c ti vi ti e s   of   da il y   li vi ng  a nd  1,798   f a ll s ,  t hi s   da ta s e t  a ddr e s s e s   th e   s c a r c it y  of   da ta s e ts   r e a li s ti c a ll y  s im ul a ti ng  a c ti vi ti e s   a nd   f a ll s   by   e ld e r ly   in di vi dua ls   in   th e   dom a in   of   e ld e r ly   f a ll   d e te c ti on  r e s e a r c h.   S pe c if ic a ll y,  it   in tr oduc e s   up   to   th ir ty - f our   a c ti vi ti e s   ( f a ll s   a nd  a c ti vi ti e s   of   da il y  li vi ng)   pe r f or m e d  by  th ir ty - e ig ht   pa r ti c ip a nt s   e qui ppe d  w it h  a   w e a r a bl e   de vi c e   f ix e d  to   th e ir   w a is t.   T he   in f or m a ti on  f or   th os e   th r e e   da ta s e ts   is   or ga ni z e d i n T a bl e  1 t o f a c il it a te  a  s tr a ig ht f or w a r d c om pa r is on.   V id e o  da ta s e t  in   our   vi s ua l  a ppr oa c h,  w e   c ol le c te d  a   da ta s e t  s our c e d  f r om   Y ouT ube   a nd  K a ggl e ,   c om pr is in g  va r io us   s c e na r io s   de pi c ti ng  in di vi dua ls   e xpe r ie nc i ng  f a ll s .  I t  is   im po r ta nt   to   h ig hl ig ht   th a t   th is   da ta s e t  i s  l im it e d.  T o  m it ig a te  t hi s  l im it a ti on, we   a ppl ie d da t a  a ugm e nt a ti on t e c hni que s  t o  e xpa nd t he  da ta s e t’ s   di ve r s it y. T he  da ta s e t  w a s  c a te gor iz e d i nt o t w o di s ti nc t  c l a s s e s :  f a ll  a nd not f a ll .       T a bl e  1. D a ta s e ts  r e c or di ng de ta il s   V a r i a bl e   S e ns or s   A c t i vi t i e s   F r e que nc y ( H z )   S a m pl e s   U C I  H A R   2   6   50   10,299   M H E A L T H   3   12   50   120   S i s F a l l   2   2   200   4,505 us e d       4.2.    D at a p ar t it io n i n g   W e   a ppr oa c he d  d a ta s e t  p a r ti ti oni ng  uni f or m ly .  O nl y  th e   U C I   da ta s e t  ha d   a   pr e - de f in e d  s pl it   in to   tr a in in g a nd t e s t  s e t s , a nd  w e  m a in ta in e d  c ons is t e nt  t e s t   pa r ti ti ons  f or  c om pa r a ti ve   a na ly s i s . O ur  pr e pr oc e s s in g   m e th odol ogy  e xc lu s iv e ly   in vol ve d  th e   us e   of   r a w   s ig na l s   pos t - dow n  s a m pl in g,  di s ti ngui s hi ng  our   a ppr oa c h   f r om   th e   r e s t  of   s tu di e s   on  U C I   H A R .  T he s e   s tu di e s   of te n  e it he r   a ppl ie d  th e ir   ow n  pr e pr oc e s s in g  t e c hni que s   to   r a w   da ta   or   ut il iz e d  pr ovi de d  h a nd - c r a f te d  f e a tu r e s .  H a nd - c r a f te d  f e a tu r e s   w e r e   e m pl oye d  f or   th e   S is F a ll   da ta s e t,   a nd  w e   a dopt e d  th e   s a m e   s e tu p  f or   th e   M H E A L T H   da ta s e t.   M ul ti pl e   da ta   tr a ns f or m a ti ons   w e r e   a ppl ie d   to   e nha nc e   th e   qu a li ty   of   th e   i m a g e   da t a s e t.   A c r os s   a ll   d a ta s e t s ,   w e  a dhe r e d  to  a  s ta nda r di z e d s pl it   of   30%   f or   te s ti ng a nd 70%  f or  t r a in in g.       5.   R E S U L T S  A N D  D I S C U S S I O N   5.1.    E val u at io n   m e as u r e s   W e   pr ovi de   a   c onc is e   ove r vi e w   of   th e   e va lu a ti on  c r it e r ia   e m pl oye d  in   th is   s tu dy.  P r e c is io n:   is   pr e s e nt e d  a s   th e   pr opor ti on  of   c or r e c tl y  pr e di c te d  pos it iv e   obs e r va ti ons   r e la ti ve   to   th e   to ta l  pr e di c te d  pos it iv e   obs e r va ti ons . I t  is  c a lc ul a t e d us in g t he  t e r m s  t r ue  pos it iv e  ( T P )  a nd f a ls e  pos it iv e  ( F P ) .      =   +      ( 1)     R e c a ll   ( s e n s it iv it y ) :  r e c a ll ,  a ls o  r e f e r r e d  to   a s   s e ns it iv it y,  is   th e   r a ti o  of   c or r e c tl y  id e nt if ie d  pos it iv e   obs e r va ti ons   to  t he  t ot a l  num be r  of  obs e r va ti ons  i n t he  c or r e s ponding a c tu a l  c la s s .     =   +      ( 2)     F 1  s c or e :  it  s e r ve s   a s   a   ha r m oni c   m e a n  of   bot h  ’ pr e c is io n ’   a nd  ’ r e c a ll .’   C ons e que nt ly ,  it   in c or por a te s   in f or m a ti on a bout   f a ls e  pos it iv e s  a nd f a ls e  ne ga ti ve s  t o yi e ld  a  m or e  c om pr e he ns iv e  a s s e s s m e nt . W hi le  not  a s   s tr a ig ht f or w a r d a s  a c c ur a c y, F 1 i s  of te n m or e  i nf or m a ti ve , e s pe c ia ll y i n s c e na r io s  w h e r e  t he r e  i s  a n i m ba l a nc e   in   c la s s  di s tr ib ut io n.     1    = 2 ∗   ∗   +       ( 3)     W e   a ls o   e m pl oy  m A P ,  a   m e tr ic   th a t   of f e r s   a   m or e   c om pr e he ns iv e   a s s e s s m e nt   th a n   a c c ur a c y   a lo ne   f or   e va lu a ti ng  a  m ode l’ s  pr e c is io n a nd r e c a ll  t r a de - of f  i n obje c t  de te c ti on t a s k s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 :   561 - 569   566   5 .2.    C la s s if i c at io n  r e s u lt s   T r a in in g  c onf ig ur a ti on  in   our   le a r ni ng  e nvi r onm e nt ,  w e   s e t  up  t he   tr a in in g  pr oc e s s   f or   th e   F a ll M ix e r   m ode l,   w hi c h  is   ta il or e d  f or   a   c l a s s if ic a ti on  t a s k.  W e   tr a in e d  th e   m ode l  us in g  th e   A da m   opt im iz e r ,  s e tt in g  th e   le a r ni ng  r a te   to   0.001,  a nd  e m pl oye d  th e   c a te gor ic a l  c r os s - e nt r opy  lo s s   f unc ti on.  T o  m it ig a te   ove r f it ti ng,  w e   in c or por a te d  e a r ly   s to ppi ng  w it h  a   pa ti e nc e   of   500  e poc h s .  A d di ti ona ll y,  a   c a ll ba c k  w a s   im pl e m e nt e d  to   s a v e   th e   opt im a l  m ode l  ba s e d  on  va li da ti on  a c c ur a c y.  T h e   tr a in in g  pr oc e s s   e xt e nd s   up  to   a   m a xi m um   of   1 , 000  e poc hs ,  ut il iz in g  a   ba tc h  s iz e   of   512.  T hi s   s e tu p  e n s ur e s   th e   m ode l’ s   e f f ic ie nt   le a r ni ng  a nd  h e lp s   u s   a c hi e ve   a c c ur a te   c la s s if ic a ti on  r e s ul t s ,  m a ki ng  it   s ui t a bl e   f or   ha ndl in g  s e que nt ia l  da t a .  D ur in g  th e   e xpe r im e nt s ,   w e   th or oughly  e va lu a te d  th e   F a ll M ix e r   m ode l  w it h  va r yi ng  c onf ig ur a ti ons ,  e xpl or in g  di f f e r e nt   num be r s   of   f il te r s   a nd  de pt hs   w hi le   ke e pi ng  th e   ke r ne l  s i z e   a nd  pa t c h  s iz e   c ons ta nt .   T hi s   s y s te m a ti c   a na ly s is   e na bl e d  u s   to   id e nt if y  th e  opt im a l  s e tt in gs  f or  t he  numbe r  of  f il te r s  a nd   de pt h, m a xi m i z in g t he  m ode l’ s  f e a tu r e  c a pt ur in g c a pa bi li ti e s   a nd  a c hi e vi ng  a c c ur a te   c la s s if ic a ti ons .  B y  m a in ta in in g  c ons t a nt   ke r ne l  a nd  pa tc h  s iz e ,  w e   e ns ur e d  a   f a ir   c om pa r is on a nd f oc us e d on unde r s ta ndi ng t he  i m pa c t  of  ot he r  hype r pa r a m e te r s  on pe r f or m a nc e . I n s ubj e c ti ng   our   w or k  to   a   c om pa r a ti ve   a na ly s i s   w it h  va r io us   a ppr oa c h e s ,  a ll   a dhe r in g  to   th e   s a m e   d a ta   s pl it ti ng  c onf ig ur a ti on,  a   not a bl e   obs e r va ti on  be c om e s   known,  F a ll M ix e r   e m e r ge s   a s   pa r ti c ul a r ly   not e w or th y  f or   a tt a in in g  s upe r io r   a c c ur a c y.  T a bl e   2  hi ghl ig ht s   th e   pe r f or m a nc e   of   di f f e r e nt   a r c hi te c tu r e s ,  a nd  a m id s t  th e m .   T he   c om pa r e d  m e th odol ogi e s   in   th e   ta bl e   e m pl oye d  m e th ods   li ke   f us io n  of   L S T M   a nd  C N N   a r c hi te c tu r e s   or   e ns e m bl e   m e th ods .  H ow e ve r ,  c ons i s te nt ly ,  F a ll M ix e r   e xhi bi ts   e nha nc e d  pe r f or m a nc e   i n  te r m s   of   a c c ur a c y.  T hi s   out c om e   not   onl y  unde r s c or e s   th e   e f f ic a c y  of   our   a ppr oa c h .  T hi s   s ig ni f ic a nc e   is   f ur th e r   e xe m pl if ie d  in   th e   c ont e xt   of   th e   M H E A L T H   da ta s e t,   a s   il lu s tr a te d  in   T a bl e   3 .  H e r e ,  th e   ut il iz a ti on  of   onl y  a n  a c c e le r om e te r   w it h   F a ll M ix e r   de m ons tr a te s   c om m e nda bl e   a c ti vi ty   de te c ti on  c a p a bi li ti e s ,  a nd  unde r s c or in g  th e   ve r s a ti li ty   a nd  e f f e c ti ve ne s s  of  F a ll M ix e r , pa r ti c ul a r ly  i n s c e n a r io s  i nvol vi ng dive r s e  c om bi na ti ons  of  w e a r a bl e   s e ns or s .       T a bl e  2. P r e vi ous  w or ks  on U C I  H A R   A r c hi t e c t ur e   A c c ur a c y   M obi l e H A R T   [ 29]   97.67%   F a l l M i xe r     97.56%   V i T   [ 29]   93.66%   C N N  L S T M   [ 30]   92.79% ± 0.34       T a bl e  3. P r e vi ous  w or ks  on  M H E A L T H  da ta s e t   A r c hi t e c t ur e   F a l l M i xe r   E kV N   [ 31]   M E M M   [ 32]   A c c ur a c y    97.71%   67%     90.91%       F a ll   de te c ti on  r e s ul ts :  F ol lo w in g  th e   c om pr e he ns iv e   te s ti ng  of   F a ll M ix e r   a c r os s   va r io us   a c ti vi ti e s ,  our   f oc us   s hi f te d  to   e va lu a ti ng  it s   pe r f or m a nc e   u s in g  th e   S is F a ll   da ta s e t  w it h a  s pe c if ic   e m ph a s is   on  th e   de te c ti on   of  a  s in gul a r  a c ti vi ty ,  na m e ly  f a ll s  i n  da il y l iv in g. T he  r e s ul ts  s how  t ha t  it  c a n de te c t  th e  f a ll  w i th  a n a c c ur a c y   c lo s e  t o 99% . T he  c onf u s io n m a tr ix  i s  pr e s e nt e d i n  T a bl e  4.       T a bl e   4 . C onf us io n m a tr ix  of  S is F a ll  da ta s e t     P r e di c t e d f a l l   P r e di c t e d  ADL   T r ue   f a l l     556   0   T r ue   ADL   0   345       5.3.    H ar d w ar e  p e r f o r m an c e   W e   c ho s e   th e   T e ns or f lo w   L it e   m ode l  m a ke r   li br a r y  f or   it s   u s e r - f r ie ndl y  in te r f a c e   in   m obi le   m ode l  de ve lo pm e nt ,  s e a m le s s   in te gr a ti on  w it h  T e ns or F lo w   te m pl a te s ,  a nd  th e   a bi li ty   to   c r e a te   e f f ic ie nt ,   li ght w e ig ht   T F L it e  m ode ls  s ui ta bl e  f or  m obi le  de pl oym e nt . W e  m ove d our   e xpe r im e nt a l  m ode ls  t o a n i P hone  11 P r o M a x   w it h  a   H e xa - c or e   C P U ,  4   G B   R A M ,   a nd  a n   A ppl e  A 13  B io ni c  C hi ps e t  ( 7  nm + )   w it h  a   4 - c or e   gr a phi c s  A ppl e   G P U .  O ve r   1 , 000  in f e r e nc e s   w e r e   pe r f or m e d  us in g  f our   C P U   th r e a ds ,  th e   in f e r e nc e s   w e r e   e xc lu s iv e ly   c onduc te d on the  de vi c e ’ s   C P U , a nd mul ti pl e  m e a s ur e s  w e r e  t a ke n dur in g t he  pr oc e s s .   A na ly s is :  th e   out c om e s  of  t he  e xpe r im e nt s   a r e  de ta il e d  i n  T a bl e  5.  I t  hi ghl ig ht s  a  s ub s ta nt ia l  de c r e a s e   in   th e   a ve r a g e   in f e r e nc e   ti m e   f or   F a ll M ix e r   in   c om pa r is on  to   V i T   a nd   H A R T ,  s ugge s ti ng   it s   s upe r io r   e f f ic ie nc y  in   m a ki ng  pr e di c ti ons   on  th e   de vi c e .  W hi le   our   M ode l  e xhi bi ts   a   hi ghe r   m e m or y  f oot pr in t  th a n  H A R T   but   a   lo w e r   one   th a n  V iT ,  it   f e a tu r e s   th e   s m a ll e s t  m ode l  s iz e ,  in di c a ti n g  a   r e duc e d  ne e d  f or   s to r a ge   s pa c e .  T hi s   pr ove s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       D e te c ti ng human fall  us in g i nt e r ne t  of  t hi ngs  d e v ic e s  f or  he al th c ar e  appli c at io ns   ( Z ak ar ia  B e nhai li )   567   a dva nt a ge ous ,  pa r ti c ul a r ly  f or  de vi c e s  w it h l im it e d  s to r a ge   c a pa c it y. H ow e ve r , t he  opt im a l  a r c hi te c tu r e  c hoi c e   de pe nds   on   s p e c if ic   a ppl ic a ti on   r e qui r e m e nt s ,  c ons id e r in g  f a c to r s   li ke   a v a il a bl e   m e m or y  a nd  th e   de s ir e d   ba la nc e  be twe e n s pe e d a nd mode l  c om pl e xi t y.       T a bl e   5 . I nf e r e nt ia l  dur a ti on a nd me m or y us a ge  t hr oughout 1000 i nf e r e nc e s  on t he  de vi c e   N e t w or k   A ve r a ge   i nf e r e nc e  t i m e   ( m s )   M e m or y ( M B )   M ode l   s i z e   ( M B )   V i T   [ 29]   8.213± 1.518   32.07   15.22   H A R T   [ 29]   5.376± 1.104   12.74   5.9   O ur  m ode l   2.46 ( m e a n)   25.5   3       5.4.    F al l  d e t e c t io n  u s in g c am e r as   B y  ut il iz in g  Y O L O ’ s   de te c ti on   c a pa bi li ti e s   a nd  f in e - tu ni ng   it   on   our   da ta s e t,   th e   obt a in e d  p r e c is io n  is   e qua l  to  97.2% , t he   r e c a ll   is  82.6%  a nd t he  m A P  i s  e qua l  to  89. 6% . H um a n f a ll s  a r e  s how n i n  F ig ur e  3.  I n t he   im a ge ,  w e   obs e r ve   s uc c e s s f ul   f a ll   de te c ti on,  w it h  th e   bounding   box  e f f e c ti ve ly   e nc om pa s s in g  th e   in di vi dua l.   T hi s  out c om e  i s   e nc our a gi ng, pa r ti c ul a r ly  gi ve n t he  us e  of  a  m o de s t  da ta s e t,  a nd a  l im it e d t r a in in g t im e .           F ig ur e   2 . I ndoor  a nd outdoor   f a ll  de te c ti on us in g s ur ve il la nc e  c a m e r a s  a nd Y O L O  a lg or it hm       5.5 .     D is c u s s io n   T hi s   s tu dy  in tr oduc e s   a   nov e l  a ppr oa c h  to   f a ll   de te c ti on  by  in te gr a ti ng  w e a r a bl e   s e n s or s   w it h   a c c e le r om e te r s   a nd  gyr os c ope s ,  a lo ng  w it h  vi s u a l  s e n s or s   ut il iz in g  c a m e r a s .  B y  c om bi ni ng  th e s e   two   m oda li ti e s ,  th e   pr opos e d  a lg or it hm s   a c hi e ve d  r e m a r ka bl e   a c c ur a c y  r a te s   on  va r io us   da ta s e t s ,  s ur pa s s in g  pr e vi ous   m e th ods .  N ot a bl y,   F a ll M ix e r   a tt a in e d  97.56%   a c c ur a c y  on  th e   U C I   H A R   da t a s e t,   97.71%   on   M H E A L T H ,  a nd  99%   on  S is f a ll   da ta s e t,   w hi le   Y ol ov8  de m ons tr a te d  97.2%   pr e c is io n  on  a   c us to m   f a ll   vi de o   da ta s e t.   T hi s   a dv a nc e m e nt   out pe r f or m s   tr a di ti ona l  te c hni qu e s   li ke   L S T M   a nd  c onvolut io n,  a s   w e ll   a s   tr a ns f or m e r - ba s e d  a lg or it hm s ,  s how c a s in g  th e   pot e nt ia l  f or   a tt e nt io n - f r e e   a r c hi te c tu r e s   in   e xt r a c ti ng  te m por a l   pr ope r ti e s   f r om   s e ns or   da ta .   D e s pi te   th e s e   pr om is in g  r e s ul t s ,   f u r th e r   r e s e a r c h  is   e s s e nt ia l  to   opt im iz e   th e   in te gr a ti on  of   vi s ua l  a nd  w e a r a bl e   s e n s or   da ta ,  a ddr e s s   im pl e m e nt a ti on  c ha ll e nge s   s uc h   a s   in c or por a ti ng  a ir ba g  pr ot e c ti on  f or   bone s   a nd  e xpl or e   de pl oym e nt   opt io ns   in   bot h  d e vi c e   a nd   c lo ud  e nvi r onm e nt s .   T he s e   f in d in gs   s ugge s t  e xc it in g  pr os pe c ts   f or   e nh a nc in g  de te c ti on  a c c ur a c y  a n d  r e li a bi li ty   us in g  hybr id   s e ns in g,  p a r ti c ul a r ly   in  s m a r t  hom e s  a nd da il y l iv in g a c ti vi ty  m oni to r in g f or  ol de r  a d ul ts .       6.   C O N C L U S I O N   T hi s   in ve s ti ga ti on  ha s   f oc us e d  on   th e   de v e lo pm e nt   of   a   f a ll   de t e c ti on  s y s te m   ta il or e d  to   th e   s p e c if ic   ne e ds   of   s e ni or   c it iz e ns ,  c a pa bl e   of   be in g  de pl oye d  in   bot h  in do or   a nd  out door   s e tt in gs .  T he   pr opos e d  ne twor k   c a n de te c t  m ove m e nt s , pa r ti c ul a r ly  f a ll s , by   ut il iz in g s e ns or s  bui lt  i nt o s m a r tp hone s  or  ot he r  I oT  de vi c e s . T he   us e   of   a   vi de o - ba s e d  a ppr oa c h  e nha n c e d  th e   de te c ti on  of   th e   f a ll ,  w hi le   a ls o  pr ovi di ng  th e   a bi li ty   to   m oni to r   a nd  a na ly z e   va r io us   ot he r   m ove m e nt s ,  pr om ot in g  a   m or e   a c t iv e   li f e s ty le .  T he   pr opos e d  F a ll M ix e r   m ode l   s how c a s e s   a   s ig ni f ic a nt   le ve l  of   r e li a bi li ty   a nd  a c c ur a c y  in   r e c ogni z in g  ba s ic   m ove m e nt s   li ke   w a lk in g  a nd   s it ti ng.  I t  a c hi e ve s   a n  a c c ur a c y  of   97.71%   on  M H E A L T H   a nd   97.67%   on  U C I   H A R .  M or e ov e r ,  it   r e a c he s   a   99%  a c c ur a c y i n de te c ti ng f a ll s  i n  t he  S is f a ll  da ta s e t,  ut il iz in g i nf or m a ti on f r om  a c c e le r om e te r  a nd gy r os c ope   s e ns or s .  T he   in c or por a ti on  of   Y O L O v8  f in e tu ne d  a id s   in   a c hi e vi ng  a   pr e c is io n  of   97.2%   f or   de te c ti ng  two   c la s s e s ,  na m e ly   F a ll   a nd  N oF a ll ,  on  a   c ol le c te d  vi de o  da ta s e t.   I n  th e   f ut ur e ,   w e   a r e   th in ki ng   a bout   im pr ovi n g   th e   s ys te m   by  a ddi ng  a   be lt   w it h  a n   a ir ba g  th a t  is   in te nde d  to   s hi e ld   im por ta nt   bone s   in   th e   e ve nt   of   a   f a ll .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 :   561 - 569   568   R e a l - ti m e   de te c ti on  c oul d  b e   pe r f or m e d  us in g  a   R a s pb e r r y  P i  w it h  a   c a m e r a ,  a nd  th e   s e ns or s   c oul d  be   in te gr a te d   in to   a   s m a r twa tc h.  T hi s   a ll ow s   th e   s ugge s te d  s ys te m   to   be   r e li a bl y  de pl oye d  in   a   s m a r t  hom e   c ont e xt ,  r e duc in g   w or r ie s  a m ong olde r  r e s id e nt s  w hi le  a ls o i m pr ovi ng t he ir  s a f e ty  a nd w e ll - be in g.       R E F E R E N C E S   [ 1]   Y .  A s i m ,  M .  A .  A z a m ,  M .  E .  - U l - H a q,  U .  N a e e m ,  a nd  A .  K ha l i d,  “ C ont e xt - a w a r e   hum a n  a c t i vi t y  r e c ogni t i on  ( C A H A R )   i n - t he - w i l d  us i ng  s m a r t phone   a c c e l e r om e t e r ,”   I E E E   Se ns or s   J our nal ,   vol .  20,  no.  8,  pp.  4361 – 4371,   2020 ,  doi :   10.1109/ J S E N .2020.2964278 .   [ 2]   L .  C a o,  Y .  W a ng,  B .  Z ha ng,  Q .   J i n,   a nd  A .   V .  V a s i l a kos ,  “ G C H A R :   A n  e f f i c i e nt   gr oup - ba s e d  c ont e xt — a w a r e   hum a n  a c t i vi t y  r e c ogni t i on  on  s m a r t phone ,”   J our nal   of   P ar al l e l   and  D i s t r i but e d  C om put i ng ,  vol .  118,  pp.  67 – 80,  2018,  doi :   doi :  10.1016/ j .j pdc .2017.05.007.   [ 3]   A .  H us s a i n,  S .  U .  K ha n, N .  K ha n, M .  S ha ba z , a nd  S .  W . B a i k,  “ A I - dr i ve n  be ha v i or   bi om e t r i c s   f r a m e w or k  f or   r obus t   hum a n  a c t i vi t y  r e c ogni t i on  i n  s ur ve i l l a nc e   s y s t e m s ,”   E ngi ne e r i ng  A ppl i c at i ons   of   A r t i f i c i al   I nt e l l i ge nc e ,  vol .  127,  2024,  doi :   doi :  10.1016/ j .e nga ppa i .2023.107218.   [ 4]   A . S uba s i , K .  K ha t e e b,  T . B r a hi m i , a nd  A . S a r i r e t e ,  “ C ha pt e r  5   -   H um a n  a c t i vi t y r e c ogni t i on us i ng m a c hi ne  l e a r ni ng m e t hods  i n   a   s m a r t  he a l t hc a r e  e nvi r onm e nt ,”  i n  I nnov at i on i n  H e al t h  I nf or m at i c s , A c a de m i c  P r e s s , 2020, pp. 123 – 144 , doi :  10.1016/ B 978 - 0 - 12 - 819043 - 2.00005 - 8.   [ 5]   R .  L i u,   A .  A .   R a m l i ,  H .  Z ha ng,  E .  H e nr i c s on,  a nd   X .  L i u,  “ A n   ove r vi e w   of   h um a n  a c t i vi t y  r e c ogni t i on  u s i ng  w e a r a bl e   s e n s or s :   he a l t hc a r e  a nd a r t i f i c i a l  i nt e l l i ge nc e ,”  i n  I nt e r ne t  of  T hi ngs – I C I O T  2021 , C ha m :  S pr i nge r   I nt e r na t i ona l  P ubl i s hi ng, 2022, pp.  1 – 14 ,  doi :  10.1007/ 978 - 3 - 030 - 96068 - 1_1 .   [ 6]   R .  Z ha ng,  C .   J i a ng,  S .  W u,   Q .  Z hou,  X .   J i ng,  a nd  J .  M u,   “ W i - Fi   s e n s i ng  f or   j oi n t   ge s t ur e   r e c ogni t i on a nd  hum a n  i d e nt i f i c a t i on  f r om   f e w  s a m pl e s  i n hum a n - c om put e r  i nt e r a c t i on,”   I E E E  J our nal  on Se l e c t e d A r e a s   i n C om m uni c at i ons , vol .  40, no. 7,  pp. 2193 – 2205 ,   2022, doi :  10.1109/ J S A C .2022.3155526.   [ 7]   L .  S c hr a de r   e t   al . ,  “ A dva nc e d   s e ns i ng  a nd  hum a n  a c t i vi t y  r e c ogni t i on  i n  e a r l y  i nt e r ve nt i on  a nd  r e ha bi l i t a t i on  of   e l de r l y  pe op l e ,”   J our nal  of  P opul at i on A ge i ng , vol . 13, no. 2, pp. 139 – 165, J un. 2020, doi :  10.1 007/ s 12062 - 020 - 09260 - z.   [ 8]   G .  G uo,  H .  W a ng,   D .  B e l l ,  Y .  B i ,  a nd   K .  G r e e r ,  “ K N N   m ode l - ba s e d   a ppr oa c h  i n  c l a s s i f i c a t i on,”   O n   T he   M ov e   t o  M e ani ngf ul   I nt e r ne t   Sy s t e m s  2003:  C oopI S, D O A , and O D B A SE  ( O T M  2003 ) , C a t a ni a , I t a l y, 2003, pp. 986 – 996 , doi :  10.1007/ 978 - 3 - 540 - 39964 - 3_62 .   [ 9]   C . J . B ur ge s ,  “ A  t ut or i a l  on s uppor t  v e c t or  m a c hi ne s  f or  pa t t e r n r e c ogni t i on,”   D at a m i ni ng and k now l e dg e  di s c o v e r y , vol . 2, no.  2,   pp. 121 – 167, 1998 , doi :  10.1023/ A : 1009715923555 .   [ 10]   R .  A .  B e r k,  “ C l a s s i f i c a t i on  a nd   r e gr e s s i on  t r e e s   ( C A R T ) ,”   i n  St at i s t i c al   L e ar ni ng  f r om   a  R e gr e s s i on  P e r s p e c t i v e ,  N e w   Y or k:   S pr i nge r , 2008, pp. 1 – 65 , doi :  10.1007/ 978 - 0 - 387 - 77501 - 2_3.   [ 11]   L .  R oka c h,  “ E ns e m bl e   m e t hods   f or   c l a s s i f i e r s ,”   i n  D at a  M i ni ng  and  K now l e dge   D i s c ov e r y   H andbook ,  B os t on,  M A :   S pr i nge r   U S ,  2005, pp. 957 – 980 , doi :  10.1007/ 0 - 387 - 25465 - X _45.   [ 12]   I .  L a ur i ol a ,  A .  L a v e l l i ,  a nd  F .  A i ol l i ,  “ A n  i nt r oduc t i on  t o  de e p  l e a r ni ng  i n  na t ur a l   l a ngua ge   pr oc e s s i ng:   M ode l s ,  t e c hni que s ,   a nd   t ool s ,”   N e ur o c om put i ng , vol . 470, pp. 443 – 456, 2022 , doi :  10.1016/ j .ne uc om .2021.05.103 .   [ 13]   A .  B oc hkovs ki y,  C . - Y .  W a ng,  a nd  H . - Y .  M .  L i a o,  “ Y ol ov4:   O pt i m a l   s pe e d  a nd  a c c ur a c y  of   obj e c t   de t e c t i on,”   ar X i v - C om put e r   Sc i e nc e ,  pp. 1 - 17,  2020.   [ 14]   I .  O .  T ol s t i khi n  e t   al . ,  “ M L P - m i xe r :   A n  a l l - m l p  a r c hi t e c t ur e   f or   vi s i on,”   A dv anc e s   i n  ne u r al   i nf or m at i on  p r oc e s s i ng  s y s t e m s ,  vol .   34, pp. 24261 – 24272, 2021.   [ 15]   A . V a s w a ni   e t  al . , “ A t t e nt i on i s   A l l  you N e e d,”  i n  A dv anc e s  i n N e ur al  I nf or m at i on P r oc e s s i ng Sy s t e m s ,  2017.   [ 16]   G .  Ş e ngül ,  M .  K a r a ka ya ,  S .  M i s r a ,  O .  O .  A ba yom i - A l l i ,  a nd  R .  D a m a š e vi č i us ,  “ D e e p  l e a r ni ng  ba s e d  f a l l   de t e c t i on  us i ng   s m a r t w a t c he s   f or   he a l t hc a r e   a ppl i c a t i ons ,”   B i om e di c al   Si gnal   P r oc e s s i ng  and  C ont r ol ,  vol .  71,  2022,  doi :   10.1016/ j .bs pc .2021.103242.   [ 17]   A .  A l a r i f i   a nd   A .  A l w a da i n,  “ K i l l e r   he ur i s t i c   opt i m i z e d  c onvol ut i on  ne u r a l   ne t w or k - ba s e d  f a l l   de t e c t i on  w i t h  w e a r a bl e  I oT   s e ns or   de vi c e s ,”   M e as u r e m e nt , vol . 167, 2021, doi :  10.1016/ j .m e a s ur e m e nt .2020.108258.   [ 18]   C .  M .  L e e ,  J .  P a r k,  S .  P a r k,  a nd  C .  H .  K i m ,  “ F a l l - de t e c t i on  a l gor i t hm   us i ng  pl a nt a r   pr e s s ur e   a nd  a c c e l e r a t i on  d a t a ,”   I nt e r nat i onal   J our nal  of  P r e c i s i on E ngi ne e r i ng and M anuf ac t ur i ng , vol . 21, no. 4, pp. 725 – 7 37, A pr . 2020, doi :  10.1007/ s 12541 - 019 - 00268 - w.   [ 19]   F .  L uo,  S .  K ha n,  Y .  H ua ng,  a nd  K .  W u,  “ B i na r i z e d  n e ur a l   ne t w or k  f or   e dge   i nt e l l i ge nc e   of   s e ns or - ba s e d  hum a n  a c t i vi t y  r e c ogni t i o n,”   I E E E  T r ans ac t i ons  on M obi l e  C om put i ng , vol . 22, no. 3, pp. 1356 – 1368, 2023, doi :  10.1109/ T M C .2021.3109940.   [ 20]   M .  M .   H a s a n,  M .   S .  I s l a m ,  a nd   S .  A bdul l a h,  “ R obus t   pos e - ba s e d  hum a n  f a l l   de t e c t i on  us i ng  r e c ur r e nt   ne ur a l   n e t w or k,”   i n  201 9   I E E E  I nt e r nat i onal  C onf e r e nc e  on R obot i c s , A ut om at i on, A r t i f i c i al - i n t e l l i ge nc e  and I nt e r ne t - of - T hi ngs  ( R A A I C O N ) , 2019, pp. 48 – 51 , doi :  10.1109/ R A A I C O N 48939.2019.23.   [ 21]   Q .  F e ng,  C .   G a o,  L .  W a ng,  Y .   Z ha o,  T .  S ong,  a nd  Q .  L i ,   “ S pa t i o - t e m por a l   f a l l   e ve nt   de t e c t i on  i n  c om pl e x   s c e n e s   us i ng  a t t e nt i o n   gui de d L S T M ,”   P at t e r n R e c ogni t i on L e t t e r s , vol . 130, pp. 242 – 249, 2020, doi :   10.1016/ j .pa t r e c .2018.08.031.   [ 22]   K .  F e i ,  C .  W a ng,  J .  Z ha ng,  Y .  L i u,  X .  X i e ,  a nd  Z .  T u,  “ F l ow - pos e   N e t :   a n  e f f e c t i ve   t w o - s t r e a m   ne t w or k  f or   f a l l   de t e c t i on,”   T he   V i s ual  C om put e r , vol . 39, no. 6, pp. 2305 – 2320, F e b. 2022, doi :  10.1007/ s 0037 1 - 022 - 02416 - 2.   [ 23]   X .  K a n,  S .  Z hu,  Y .  Z ha ng,  a nd  C .  Q i a n,  “ A   l i ght w e i ght   hum a n  f a l l   de t e c t i on  ne t w or k,”   Se ns or s ,  vol .  23,  no.  22,  2023,  doi :   10.3390/ s 23229069.   [ 24]   J .  T e r ve n,  D . - M .  C ór dova - E s pa r z a ,  a nd  J . - A .  R om e r o - G onz á l e z ,  “ A   c om pr e he ns i ve   r e vi e w   of   Y O L O   a r c hi t e c t ur e s   i n  c om put e r   vi s i on:  f r o m  Y O L O v1 t o Y O L O v8 a nd Y O L O - N A S ,”   M ac hi ne  L e ar ni ng and  K now l e dge  E x t r ac t i on , vol . 5, no. 4, pp. 1680 – 1716,  2023, doi :  10.3390/ m a ke 5040083.   [ 25]   A .  T r oc km a n  a nd  J .  Z .  K ol t e r ,  “ P a t c he s   a r e   a l l   you  n e e d ? ,”   ar X i v - C om put e r   Sc i e nc e ,  pp.  1 - 16,  2022 ,   doi :   10.48550/ a r X i v.2201.09792 .   [ 26]   D .  A ngui t a ,  A .  G hi o,  L .  O ne t o,  X .   P a r r a ,  a nd   J .  L .  R e ye s - O r t i z ,  “ A   publ i c   do m a i n  da t a s e t   f or   hum a n  a c t i vi t y   r e c ogni t i on  us i ng  s m a r t phone s ,”  i n   E SA N N  2013 p r oc e e di ng s , E ur ope an  Sy m pos i um  on A r t i f i c i al  N e ur al  N e t w o r k s , C om put at i onal  I nt e l l i ge nc e  and   M ac hi ne  L e ar ni ng. B r uge , B r uge s ,  B e l gi um ,  pp. 437 - 442,  A pr . 2013.   [ 27]   O .  B a nos   e t   al . ,  “ m H e a l t hD r oi d:   A   nove l   f r a m e w or k  f or   a gi l e   de ve l opm e nt   o f   m obi l e   he a l t h  a ppl i c a t i o ns ,”   i n  A m bi e nt   A s s i s t e d   L i v i ng and D ai l y  A c t i v i t i e s , C ha m :  S pr i nge r  I nt e r na t i ona l  P ubl i s hi ng, 2014, pp.  91 – 98 , doi :  10.1007/ 978 - 3 - 319 - 13105 - 4_14 .   [ 28]   A .  S uc e r qui a ,  J .  D .  L ópe z ,  a nd  J .  F .  V a r ga s - B oni l l a ,  “ S i s F a l l :   A   f a l l   a nd  m ov e m e nt   da t a s e t ,”   Se n s or s ,  vol .  17,  no.   1,  2017,   doi :   10.3390/ s 17010198.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       D e te c ti ng human fall  us in g i nt e r ne t  of  t hi ngs  d e v ic e s  f or  he al th c ar e  appli c at io ns   ( Z ak ar ia  B e nhai li )   569   [ 29]   E .  K .  S a nna r a ,  F .  P or t e t ,  a nd  P .  L a l a nda ,  “ L i ght w e i ght   t r a n s f or m e r s   f or   hum a n  a c t i vi t y  r e c ogni t i on  on  m obi l e   de vi c e s ,”   a r X i v - C om put e r  Sc i e n c e ,  pp. 1 - 20,  2022 , doi :  10.48550/ a r X i v.2209.11750 .   [ 30]   R .  M ut e ge ki   a nd  D .   S .  H a n,  “ A   C N N - L S T M   a ppr oa c h  t o  hum a n  a c t i vi t y  r e c ogn i t i on,”   i n  2020  I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  A r t i f i c i al   I nt e l l i ge nc e  i n I nf or m at i on and C om m uni c at i on ( I C A I I C ) , 2020, pp. 362 – 366 ,  doi :  10.1109/ I C A I I C 48513.2020.9065078.   [ 31]   K .  D .  G a r c i a   e t   al . ,  “ A n  e ns e m bl e   of   a ut onom ous   a ut o - e nc ode r s   f or   hum a n  a c t i vi t y  r e c ogni t i on,”   N e ur oc om put i ng ,  vol .  439,  pp.  271 – 280, 2021, doi :  10.1016/ j .ne uc om .2020.01.125.   [ 32]   Y. - J .  K i m ,   B . - N .  K a ng,  a nd   D .  K i m ,   “ H i dde n  M a r kov  m ode l   e ns e m bl e   f o r   a c t i vi t y  r e c ogni t i on   us i ng  t r i - a xi s   a c c e l e r om e t e r ,”   i n  2015 I E E E  I nt e r nat i onal  C onf e r e nc e  on Sy s t e m s , M an, and C y be r ne t i c s ,  O c t . 2 015, pp. 3036 – 3041 , doi :  10.1109/ S M C .2015.528.       B I O G R A P H I E S  O F  A U T H O R S       Zakaria  Benhaili          received  the  engineering   degree  from  the   Nati onal  School  of   Applied  Sciences  at  Sultan  Moulay  Slimane  University,  Khouribga,  M orocco,  currently  a  Ph . D .   student  in  Faculty  of   Sciences  and  Technologies   at  Hassan   1 st   Unive rsity.  His  main  research   area  includes  internet  of   things,  deep   learning ,   and   it   i s  applic at ions  in  human  activity   recognition ,  pattern  recognition ,  and  smart  homes.  He  can  b e  contacted  at   email:  z.benhail i@ uhp.ac.ma.         Youssef  Balouki           Laboratory  of  Mathematics,  Computer  and  Engine ering  Sciences,  Faculty   of  Scienc es  and  Techn iques,   Hassa n  I  Univer sity,   Settat,  Mo rocc o.  He   is  currently  a   professor  of  computer  science   with  the  Faculty   of  Science   and  Technologies,  Hassan  I   University,  Settat,  Morocco.  He  has   conducted  many  Ph.D.   theses  and  h as  written  fifty  scientific   articles  in  the  domain  of  artificial   intell igence,  softwar e  eng ineering,  model - driven  development,  data  mining,  and   formal  methods.  He   can  be   contacted  at  email:   balouki.youssef@ gmail.com .         Lahcen  Moumoun           received  the  advanced  graduate  diploma   in  structural   calculati on  from  the  National   School  of  Electrici ty  and  Mechanics  of Casabl anca  from  Hassan   Second  University,  Casablanca,  Moro cco,  in  1995,   and  the   Ph.D.  deg ree  in  image  proc essing   from  in  Faculty  of  S ciences  and  Technolog ies  at  Hassan  1st  Universi t y,  Morocco,  in  2011.  He  has  been  a  professor  of  computer  science  engineering  with  Hassan  1 st   University,  since  2014.  He has authored or co - authored  more th an 100  refereed jou rnal and  co nference papers , 10 bo ok   chapters,  and  three  edited  books  with  Elsevier  and  Springer .  His  research  interest s  include  pattern recognition, computer vision, big data ,  and deep learning. He  c an be contacted  at  email:   lahcen.mou moun@ uhp.ac.ma .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.