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 . 14, No. 5, O c to be r  2025 , pp.  3858 ~ 3868   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v 14 .i 5 .pp 3858 - 3868          3858       Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   O p t i m i z i n g   b at t e r y   l i f e :   a   T i n yM L   ap p r oac h   to   l i t h i u m - i on   b at t e r y   h e al t h   m on i t or i n g       K am ar aj  L al it h a N is h a 1 , V as an t h  P r ad e e p 1 , P ad m an ab h an   P u t h iy ave e d u  K r is h n a n k u t t y N ai r 1 ,  S r e e la k s h m i  P il la i 1 , M an ik an d an  A r u n ac h al am 1 , R ak e s h   T h op p ae n  S u r e s h  B ab u 2   1 D e pa r t m e nt   of   E l e c t r oni c s   a nd   C om m uni c a t i on   E ngi ne e r i ng,   A m r i t a   S c hool   of   E ngi ne e r i ng,   A m r i t a   V i s hw a   V i dya pe e t ha m ,     K ol l a m ,   I ndi a   2 D a t a  S c i e nt i s t , A I  A dvi s or y, F i s e r v I nc , A l pha r e t t a , U ni t e d S t a t e s       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   J ul  3, 2024   R e vi s e d   J un  30 , 2025   A c c e pt e d   J ul  13, 2025       Electrical   vehicles   (EVs)   are   crucial   nowadays   due   to   their   reduct ion   in   greenhouse   gas   emissi ons,   decr easing   dependence   on   remnant   fuel s,   and   improving   air   quality.   For   EVs,   the   battery   is   the   heart   that   determines   range,   performance,   and   efficiency.   Also,   it   directly   impacts   the   cost   and   overall   vehicle   life   span.   Lithium - ion   ( Li - ion )   batteries   are   pivotal   in   po wering   modern   portable   electroni cs   and   electric   vehicles   due   to   their   high   energy   density   and   durability.   Issues   with   current   batteries   include   slow   ch arging,   short   cycles,   and   low   energy   density.   Most   of   the   problems   with   current   batteries   are   resolved   by   Li - ion  batteries,   which   also   helps   expl ain   w hy   EV   usage   is   increasin g   globally.   However,   to   guarantee   maximum   perfor mance   and   safety,   estimat ing   the   remaining   useful   life   and   health   state   of   these   batteries   remains   a   major   difficulty.   To   improve   battery   lifetime   of   the   battery   and   to   ov ercome   the   problems   of   d elayed   charging,   this   study   introduces   a   tiny  machine  learning  ( TinyML )   method.   An   inn ovative   machine   learning   approach   is   put   forth   that   allows   for   effective   learn ing   on   devices   with   limited   resources,   which   enables   real - time   monitoring   of   the   health   status   of   the   Li - ion   batteries.     K e y w o r d s :   B a tt e r y   c a pa c it y   pr e di c ti on   C ha r ge   e s ti m a ti on   E S P 32   L it hi um - io n   T in yM L   This   is   an   open   access   article   under   the   CC   BY - SA   license.     C or r e s pon di n g   A u th or :   M a ni ka nda n A r una c h a la m   D e pa r tm e nt   of   E le c tr oni c s   a nd   C om m uni c a ti on   E ngi ne e r in g ,  A m r it a   S c hool   of   E ngi ne e r in g   A m r it a   V is hw a   V id ya pe e th a m   A m r it a pur i,   K ol la m ,   K e r a la ,   I ndi a   E m a il :   m a ni _a c 18@ ya hoo.c o.i n       1.   I N T R O D U C T I O N   L it hi um - io n   ( Li - io n )   ba tt e r ie s   a r e   e s s e nt ia l   to   c ont e m por a r y   p or ta bl e   ga dge ts   a nd   e le c tr ic   v e hi c le s ,   be c a us e   of   th e ir   e xt e nde d   li f e s pa n   a nd   hi gh   e ne r gy   de n s it y   [ 1] .   H ow e ve r ,   m a xi m iz in g   pe r f or m a nc e   a nd   gua r a nt e e in g   s a f e ty   de pe nds   on   pr e c is e ly   e s ti m a ti ng   th e   r e m a in in g   us a bl e   li f e   ( R U L )   a nd   he a lt h   s ta te   of   th e s e   ba tt e r ie s   [ 2] ,  [ 3] .   F or   e xa m pl e ,   dr one   ope r a to r s   f r e que nt ly   r e pl a c e   ba tt e r ie s   a f te r   a   pr e de t e r m in e d   num be r   of   c yc le s   to   r e duc e   da nge r s ,   e ve n   if   th e   b a tt e r ie s   m ig ht   s ti ll   be   a c c e pt a bl e   f or   a   f e w   s hor te r   f li ght s .   A ls o,   s in c e   th e   de m a nd   f or   por ta bl e   a nd   s us ta in a bl e   e ne r gy   s our c e s   c ont i nue s   to   gr ow ,   th e   im por ta nc e   of   e f f e c ti ve   a nd   r e li a bl e   Li - io n   ba tt e r ie s   ha s   ne ve r   be e n   m or e   hi ghl ig ht e d   [ 4] .   T he s e   ba tt e r ie s   pow e r   e nor m ous   de vi c e s ,   f r om   s m a r tp hone s   to   la pt ops   to   e le c tr ic a l  ve hi c le s   ( E V s )   a nd   r e ne w a bl e   e ne r gy   s to r a ge   s ys te m s .   D e s pi te   th e ir   e xt e ns iv e   u s e ,   Li - io n   ba tt e r ie s   f a c e   s ig ni f ic a nt   c ha ll e nge s   r e la te d   to   th e ir   li f e   c yc le   a nd   he a lt h   m oni to r in g   [ 5] .   T r a di ti ona l   ba tt e r y   m a na ge m e nt   te c hnol ogi e s   of te n   de pe nd   on   c om pl e x   a nd   r e s our c e   de m a ndi ng   m e th ods   to   m oni to r   ba tt e r y   he a lt h   w hi c h   is   c os tl y   a nd   in e f f ic ie nt .   R e c e nt   a dva nc e m e nt s   in   ti ny   m a c hi ne   le a r ni ng   ( T in yM L )   e xhi bi t   a   pr om is in g   s ol ut io n   to   th e s e   c ha ll e nge s .   T i nyM L   in f lu e nc e s   th e   c a pa bi li ti e s   of   m a c hi ne   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       O pt imi z in g batt e r y  l if e :   a   T in y M L  appr oac h t o l it hi um - io n batt e r y  he al th   …  ( K am a r aj  L al it ha N is ha )   3859   le a r ni ng   on   r e s our c e   c on s tr a in e d   de vi c e s ,   e n a bl in g   r e a l - time   a nd   pr e c is e   m oni to r in g   of   ba tt e r y   he a lt h   w it h   r e duc e d   c om put a ti ona l   ove r he a d   [ 6] .   By   in c or po r a ti ng   T in yM L   te c hni que s   in   ba tt e r y   m a na ge m e nt   s ys te m s ,   it   is   pos s ib le   to   opt im iz e   ba tt e r y   li f e ,   im pr ove   pe r f or m a nc e ,   a nd   pr e di c t   pot e nt ia l   c r a s he s   be f or e   th e y   ha ppe n,   e ns ur in g   s a f e r   a nd   m or e   e f f e c ti ve   ope r a ti on   of   ba tt e r ie s   unde r   v a r io us   s it ua ti ons .   T he   R U L   of   Li - io n   ba tt e r ie s   is   s tr ongl y   in f lu e nc e d   by   te m pe r a tu r e   a nd   lo a d   ( c ur r e nt   or   de pt h   of   di s c ha r ge ) .   T he s e   f a c to r s   a c c e l e r a te   de gr a da ti on  th r ough  m e c ha ni s m s   li ke   c a pa c it y  f a de   a nd  in te r na l  r e s is ta nc e   gr ow th .   T h e   f ol lo w in g   is   a   c om m onl y   us e d   m ode l   to   e s ti m a te   R U L :   a   de gr a da ti on - ba s e d   R U L   m ode l   f or   Li - io n  ba tt e r ie s   of te n   c om bi ne s   th e   A r r he ni us   e qua ti on   ( te m pe r a tu r e   de pe nde nc e )   a nd   lo a d - de p e nde nt   c yc li ng   da m a ge   a s  i n ( 1) .     =  −   1 ⋅ − + 2 ⋅   ( 1)     W he r e     is   in it ia l   ba tt e r y   c a pa c it y   ( A h) ,     is   c ur r e nt   ba tt e r y   c a p a c it y   ( A h) ,   1 , 2   a r e   e m pi r ic a l   de gr a da ti on   r a te   c ons ta nt s   f or   te m pe r a tu r e   a nd   c yc li ng,     is   a c ti va ti on   e ne r gy,   k B   is   B ol tz m a nn   c ons ta nt   ( 1.38× 10 − 23  J /K) ,   T   i s   a bs ol ut e   te m pe r a tu r e   ( K e lv in ) ,     is   c ha r ge /d is c ha r ge   r a te   ( r e la ti ve   to   1   C,   e .g.,     0.5   C   or   2   C ) ,   a nd   b   is   e xpon e nt   r e f le c ti ng   lo a d   de p e nde nc y.   R U L   in   ba tt e r y   he a lt h   m oni to r in g   pr e di c ts   th e   time   a   ba tt e r y   can   c ont in ue   to   pe r f or m   e f f e c ti ve ly   be f or e   ne e di ng   r e pl a c e m e nt ,   e na bl in g   pr oa c ti ve   m a in te na nc e   a nd   opt im iz a ti on.     T he   in te gr a ti on   of   T in y M L   in   ba tt e r y   h e a lt h   m oni to r in g   h a s   e m e r ge d   as   a   pr om is in g   a r e a   of   r e s e a r c h,   in c or por a ti ng   a dva nc e m e nt s   in   m a c hi ne   le a r ni ng   w it h   th e   pr a c ti c a l   ne e ds   of   ba tt e r y   m a na ge m e nt   te c hnol ogy.   E a r ly   r e s e a r c h   in   de pl oyi ng   m a c hi ne   le a r ni ng   to   b a tt e r y   he a lt h   m oni to r in g   s e t   th e   ba s e   f or   da ta - dr iv e n   m e th ods .   S e ve r s on   e t.   al .   [ 7]   c onduc te d   an   in nova ti ve   s tu dy   w he r e   th e y   a ppl ie d   m a c hi ne   le a r ni ng   a lg or it hm s   to   pr e di c t   th e   li f e   c yc le s   of   Li - io n   ba tt e r ie s   us in g   e a r ly   c ha r ge - di s c ha r ge   in f or m a ti on.   T hi s   a ppr oa c h   c ons id e r a bl y   e nha nc e d   th e   a c c ur a c y   of   pr e di c ti ons   w hi le   c om pa r in g   th e m   to   th e   t r a di ti ona l   m e th ods ,   hi ghl ig ht in g   th e   pot e nt ia l   of   m a c hi n e   le a r ni ng   in   ba tt e r y   li f e ti m e   a na ly s is .   F ur th e r   e xt e ndi ng   th is   w or k,   va r io us   m a c hi ne   le a r ni ng   m e th ods ,   in c lu di ng   s uppor t   ve c to r   m a c hi ne s   a nd   ne ur a l   ne twor ks   w e r e   e xpl or e d   to   pr e di c t   th e   ba tt e r y   l if e ti m e   a nd   c a pa c it y   di s c ha r gi ng   [ 8] .   T he ir   obs e r va ti ons   unde r e s ti m a te d   th e   im por ta nc e   of   f e a tu r e   s e le c ti on   a nd   th e   pr om is e   of   e ns e m bl e   le a r ni ng   m e th ods   in   im pr ovi ng   th e   a c c ur a c y   of   pr e di c ti on.   T he   pa r a di gm   s hi f t   to w a r ds   T in yM L   s ig ni f ie s   a   s te p   f or w a r d   in   ba tt e r y   he a lt h   m oni to r in g,   f oc us in g   on   de pl oyi ng   m a c hi ne   le a r ni ng   m e th od s   on   r e s ou r c e - c ont r ol le d   de vi c e s .   A   li ght w e ig ht   ne ur a l   ne twor k   opt im iz e d   f or   m ic r oc ont r ol le r s ,   c a pa bl e   of   r e a l - time   h e a lt h   pr e di c ti ons   f or   Li - io n   ba tt e r ie s   [ 9] .   T hi s   m e th od   not   onl y   r e duc e d   th e   c om put a ti ona l   lo a d   but   a ls o   m a in ta in e d   hi gh   a c c ur a c y,   m a ki ng   it   id e a l   f or   por ta bl e   E V s .   B ui ld in g   on   th is ,   T in yM L   w it h   I oT   de vi c e s   f or   r e m ot e   m oni to r in g   of   ba tt e r y   he a lt h   w a s   in c or por a te d   to   s tu dy   th e   e xhi bi te d   pos s ib il it y   of   im pl e m e nt in g   T in yM L   m ode ls   on   e dge   de vi c e s ,   pe r m it ti ng   c ont in uous   m oni to r in g   w it hout   r e le nt le s s   c onne c ti vi ty   to   c lo ud   s e r ve r s .   T hi s   in te gr a ti on   e na bl e d   r obus t   da ta   c ol le c ti on   a nd   r e a l - time   a na ly s is ,   pa vi ng   th e   w a y   f or   pr e di c ti ve   m a in te na nc e   a nd   f a ul t   di a gnos is   in   ba tt e r y   m oni to r in g   [ 10 ] .   G r uos s o   a nd  G a ja ni   [ 11]   de m ons tr a te d   th e   c om pa r is on   of   m a c hi ne   le a r ni ng   a lg or it hm s   in   T in yM L   f or   th e   e s ti m a ti on   of   ba tt e r y   s ta te .   ANN   ba s e d   pr e di c ti on   m e th ods   a r e   de pl oye d   a nd   c om pa r e d   in   te r m s   of   c os t,   m e m or y ,   a nd   c om put a ti ona l   pow e r .   F ur th e r m or e ,   L or d   a nd   K a pl a n   [ 12]   a na ly z e d   th e   a ppl ic a ti on   of   two   di f f e r e nt   ne ur a l   ne twor ks   in   T in yM L   f r a m e w or ks   f or   ba tt e r y   a nom a ly   de te c ti on.   F in a ll y,   th e   opt im iz e d   m ode l   w a s   m ount e d   in   th e   m ic r oc ont r ol le r s ,   in di c a ti ng   s ig ni f ic a nt   im pr ove m e nt s   in   th e   a c c ur a c y   de te c ti on   w it h   lo w   pow e r   c ons um pt io n.   T he   in te gr a ti on   of   I oT   a nd   T in yM L   f ur th e r   im pr ove d   th e   a bi li ti e s   of   ba tt e r y   he a lt h   m oni to r in g   s ys te m   [ 13] .   S tu di e s   in   r e s e a r c h   s ugg e s te d   a   hybr id   m ode l   th a t   c om bi ne d   a   tr a di ti ona l   ba tt e r y   m oni to r in g   s ys te m   w it h   T in yM L   e nha nc e m e nt s ,   r e s ul ti ng   in   e nha nc e d   a c c u r a c y   in   e s ti m a ti ng   th e   r e m a in in g   us e f ul   li f e   of   ba tt e r ie s   [ 14] .   M or e ove r ,   W a ng   e t.   al .   [ 15]   c r e a te d   an   I oT   ba s e d   f r a m e w or k   f or   de vot e d   ba tt e r y   he a lt h   m oni to r in g.   T hi s   s tu dy   e m pl oye d   T in yM L   m ode ls   de pl oye d   on   e dge   de vi c e s ,   e na bl in g   r e a l   time   a na ly s is ,   a nd   de c is io n   m a ki ng.   T he   a r c hi te c tu r e   r e duc e d   th e   s uppor t   on   c e nt r a li z e d   c lo ud   s e r ve r s ,   im pr ovi ng   th e   r obus tn e s s   a nd   s c a la bi li ty   of   th e   m oni to r in g   s y s te m .   W hi le   th e   e xi s ti ng   r e s e a r c h   a ppl ic a ti ons   of   T in yM L   ba tt e r y   h e a lt h   m oni to r in g   s how   pr om is in g   r e s ul ts ,   th e r e   a r e   c ha ll e nge s   to   a ddr e s s   [ 16] .   T he   ke y   c ha ll e nge   is   s hor ta ge   of   s ta nda r di z e d   da t a   s e ts   a nd   be nc hm a r ki ng   f r a m e w or ks   to   e va lu a te   th e   pe r f or m a nc e   of   T in yM L   m ode ls   a c r os s   di f f e r e nt   a ppl ic a ti ons .   M or e ove r ,   e ns ur in g   th e   r obu s tn e s s   a nd   s e c ur it y   of   T in yM L   m ode ls   im pl e m e nt e d   on   e dge   de vi c e s   is   c r it ic a l,   pa r ti c ul a r ly   in   s a f e ty   c r it ic a l   a ppl i c a ti ons   w it h   E V s   [ 17] .   To   ove r c om e   th e s e   li m it a ti ons   of   th e   e xi s ti ng   w or ks ,   a   r e a l - time   ba tt e r y   he a lt h   m on it or in g   s ys te m   is   pr opos e d   f or   Li - io n   ba tt e r ie s   w hi c h   e na bl e s   r e a l - time   a n a ly s is   on   e dge   de vi c e s .   E S P 32   m ic r oc ont r ol le r ,   a   s im pl e   a nd   lo w - c os t   c hi p   th a t   m a ke s   th e   s ol ut io n   a c c e s s ib le   a nd   a f f or da bl e ,   is   a   c r uc ia l   c om pone nt   of   our   im pl e m e nt a ti on.   T hi s   im pl e m e nt a ti on   s how s   how   us e f ul   T in yM L   is   f or   e s ti m a ti ng   b a tt e r y   he a lt h   in   pr a c ti c a l   a ppl ic a ti ons   [ 18] .   To   s e le c t   th e   opt im a l   ba tt e r y   c ha r gi ng   pr oc e dur e s ,   th e   s ta te   of   c ha r ge   ( S oC )   e s ti m a ti on   is   e s s e nt ia l.   P a r ti c ul a r ly   r e ga r di ng   r a pi d   c ha r gi ng,   w hi c h   a ll ow s   f o r   a   s ubs ta nt ia l   r e du c ti on   in   c ha r gi ng   time   w it hout   c om pr om is in g   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 . 14, No. 5, O c to be r  2025 :  3858 - 3868   3860   th e   ba tt e r y' s   ove r a ll   li f e s p a n   [ 19] .   T in y M L   ba tt e r y   he a lt h   a s s e s s m e nt   is   be in g   a dva nc e d   to   a s s i s t   la r ge r   obj e c ti ve s   of   im pr ovi ng   p e r f or m a nc e   a nd   s a f e ty   b e c a u s e   Li - io n  ba tt e r ie s   a r e   e xt r e m e ly   e xpl os iv e   [ 20] ,  [ 21] ,   a nd   Li - io n   ba tt e r y   lo nge vi ty   is   th e   m a jo r   r e qui r e m e nt   in   a   va r ie ty   of   a ppl ic a ti ons   [ 22] ,  [ 23] .   T hi s   he lp s   to   c r e a te   m or e   e f f e c ti ve   a nd   s u s ta in a bl e   e ne r gy   s ol ut io ns   in te r na ti ona ll y,   w hi c h   is   good   f or   bus in e s s e s   a nd   c ons um e r s   a li ke .   O ur   s tu dy   e xt e nd s   ba tt e r y   li f e s pa n   a nd   pr om ot e s   s u s ta in a bi li ty   by   opt im iz in g   EV   c ha r gi ng   c yc le s ,   pr e ve nt in g   unpl a nne d   s hut dow ns ,   a nd   in c r e a s in g   us e r   e xpe r ie nc e   th r ough   im p r ove d   ba tt e r y   li f e   pr oj e c ti ons .   To   a s s ur e   d e pe nda bl e   pr e di c ti ons   unde r   T in yM L   li m it a ti ons ,   we   in ve s ti ga t e   a   v a r ie ty   of   m a c hi ne   le a r ni ng   te c hni que s   a ppr opr ia te   f or   r e s our c e - c ons tr a in e d   c ont e xt s ,   w e ig hi ng   in f e r e nc e   s pe e d,   m od e l   s iz e ,   a nd   a c c ur a c y.   O ur   r e s e a r c h   us e s   T in yM L ,   a   c ut ti ng - e dge   te c hnol o gy   th a t   e na bl e s   m a c hi ne   le a r ni ng   on   de vi c e s   w it h   li m it e d   r e s our c e s ,   to   ta c kl e   th is   pr obl e m .       2.   M E T H O D O L O G Y   O ur   obj e c ti ve   is   to   us e   T in yM L   to   c r e a te   a   s m a ll ,   pr e c i s e   pr e di c ti on   m ode l   f or   Li - io n   ba tt e r y   c a pa c it y   e s ti m a ti on.   T he   v a r io us   s te ps   in vol ve d   in   th i s   pr oc e s s   a r e   da ta   pr e pa r a ti on,   m ode l   de ve lo pm e nt ,   c onve r s io n,   opt im iz a ti on,   a nd   de pl oym e nt .   T he   pr opos e d   m od e l   w a s   tr a in e d   on   th or ough   a nd   pe r ti ne nt   da ta   by   ut il iz in g   th e   N A S A   ba tt e r y   da ta s e t,   w hi c h   e na bl e d   a c c ur a te   a nd   e f f e c ti ve   r e a l - time   p r e di c ti ons   on   a   de vi c e   w it h   li m it e d   r e s our c e s .   T hi s   d a ta s e t   is   id e a l   f or   c a pa c it y   pr e di c ti on   be c a us e   th e   di s c ha r gi ng   a nd   c h a r gi ng   pa tt e r ns   a r e   f ix e d.   T he   S oC   e s ti m a ti on   is   in f lu e nc e d   by   a   b a tt e r y' s   c ha r gi ng   a nd   di s c ha r gi ng   e f f ic ie nc ie s .     2.1.    C on vol u t io n al   n e u r al   n e t w or k s   T he   N A S A   ba tt e r y   da t a s e t   is   pr e pr oc e s s e d   to   pr e p a r e   th e   d a ta s e t   f or   e f f ic ie nt   us e   in   c onvolut io na l  ne ur a l  ne twor k  ( C N N )   m ode l   t r a in in g.   P r e pa r in g   th e   da ta   f or   C N N - ba s e d   a na ly s is   in vol ve s   a c ti vi ti e s ,   in c lu di ng   f e a tu r e   e ngi ne e r in g,   nor m a li z a ti on,   a nd   da ta   c le a ni ng.   T he   N A S A   ba tt e r y   da ta s e t' s   r a w   da ta ,   w hi c h   in c lu de s   va r ia bl e s   li ke   vol ta ge ,   c ur r e nt ,   a nd   t e m pe r a tu r e ,   is   tr a ns f or m e d   to   e ns ur e   c on s is te n c y   a nd   a ppl ic a bi li ty   dur in g   th e   t r a in in g   pha s e   [ 24] ,  [ 25] .   F u r th e r m or e ,   th e   a li gnm e nt   of   time   s e r ie s   a nd   th e   r e s ol ut io n   of   m is s in g   va lu e s   a r e   e s s e nt ia l   c om pone nt s   in   ge tt in g   th e   da ta   r e a dy   f or   e f f e c ti ve   C N N   m ode l   tr a in in g.   By   im pr ovi ng   th e   da ta s e t' s   qua li ty   a nd   c ons i s te nc y,   th e s e   pr e pr oc e s s in g   pr oc e dur e s   s houl d   he lp   th e   C N N   m ode l   le a r n   a nd   pr e di c t   m or e   a c c ur a te ly   dur in g   tr a in in g   [ 25] .   C N N   m ode ls   a r e   bui lt   u s in g   a   s e t   of   a r c hi te c tu r a l   p a r a m e te r s ,   i nc lu di ng   th e   num be r   of   c onvolut io na l   la ye r s ,   th e   s iz e   of   f e a tu r e   m a ps   in s id e   each   la ye r ,   a nd   th e   c onn e c ti vi ty   be twe e n   th e m .   T he   C N N   a r c hi te c tu r e   is   ul ti m a te ly   c us to m iz e d   a c c or di ng   to   th e   da ta s e t' s   c om pl e xi ty   a nd   th e   m ode l' s   in te nde d   a bi li ty   to   a c c ur a te ly   c a pt ur e   s pa ti a l   pa tt e r ns   a nd   f e a tu r e   hi e r a r c hi e s   pe r ti ne nt   to   th e   ta s k   at   ha nd.   D e te r m in in g   th e   id e a l   num be r   of   la ye r s ,   f e a tu r e   m a p   s iz e   a nd   or ga ni z a ti on,   a nd   la ye r   c onne c ti on   a r e   a ll   in c lu de d   in   th is   c a r e f ul   de s ig n.   C N N s   a r e   c a pa bl e   of   e f f e c ti ve ly   e xt r a c ti ng   s ig ni f ic a nt   in f or m a ti on   f r om   th e   in put   da ta   a nd   c a pt ur in g   th e   s pa ti a l   r e la ti ons hi ps   ne c e s s a r y   f or   pr e c is e   pr e di c ti on   by   c a r e f ul ly   pl a nni ng   th e ir   a r c hi te c tu r e   [ 26] .   T he r e f or e ,   th e   f ounda ti on   f or   a tt a in in g   hi gh   pe r f o r m a nc e   a nd   r e s il ie nc e   in   a   va r ie ty   of   C N N - ba s e d   a ppl ic a ti ons   is   a     w e ll - de s ig ne d   C N N   a r c hi te c tu r e .   T h e   pur pos e   of   th is   va li da ti o n   da ta s e t   is   to   e va lu a te   th e   m ode l' s   a bi li ty   to   ge ne r a li z e   to   pr e vi ous ly   undi s c ove r e d   da ta   in de pe nde nt ly .   D if f e r e nt   a s s e s s m e nt   m e tr ic s   a r e   f r e que nt ly   us e d   to   m e a s ur e   th e   di f f e r e nc e   be twe e n   th e   pr e di c te d   v a lu e s   a nd   t he   a c tu a l   gr ound   tr ut h   la be ls   in   th e   va li da ti on   da ta s e t.   E xa m pl e s   of   th e s e   m e tr ic s   a r e   m e a n   a bs ol ut e   e r r or   ( M A E )   a nd   r oot   m e a n   s qua r e d   e r r or   ( R M S E ) .   T he s e   m e a s ur e s   s he d   li ght   on   how   th e   pr e di c ti ons   m a de   by   C N N   a r e   a c c ur a te   a nd   de pe nda bl e   [ 27] .   R e s e a r c h e r s   a nd   pr a c ti ti one r s   can   le a r n   a   gr e a t   d e a l   a bout   C N N ' s   pr e di c ti ve   a c c ur a c y   by   e x a m in in g   th e   e va lu a ti on   f in di ngs .   To   f ur th e r   im pr ove   th e   m ode l' s   pe r f or m a nc e ,   th e y   c a n   a ls o   s pot   pos s ib le   a r e a s   f or   im pr ove m e nt ,   s uc h   as   a lt e r in g   th e   m ode l   a r c hi te c tu r e   or   f in e - t uni ng   hype r pa r a m e te r s .   To   r e duc e   th e   a m ount   of   m e m or y   a nd   pr oc e s s in g   pow e r   ne e d e d,   th is   e nt a il s   m ode l   qua nt iz a ti on   or   d e c r e a s in g   th e   pr e c i s io n   of   w e ig ht s .   A f te r   th a t,   th e   m ode ls   a r e   tr a ns f or m e d   in to   a   f or m a t   th a t   is   c om pa ti bl e   w it h   T in y M L ,   a ll ow in g   de vi c e s   w it h   lo w   pr oc e s s in g   pow e r   to   us e   th e m .   By   opt im iz in g   th e   m ode ls   f or   T in yM L ,   th e   a ppr oa c h   be c om e s   r e le va nt   f or   e dge   c om put in g   a nd   I oT   de vi c e s ,   as   it   gua r a nt e e s   th a t   th e   m ode ls   can   be   im pl e m e nt e d   on   m ic r oc ont r ol le r s .         3.   H A R D WA R E   I M P L E M E N T A T I O N   T he   de v e lo pm e nt   of   a   r e li a bl e   Li - io n   ba tt e r y   c a pa c it y   pr e di c ti o n   s ys te m   is   e s s e nt ia l   f or   th e   e f f ic ie nt   m a na ge m e nt   a nd   lo nge vi ty   of   ba tt e r ie s   in   va r io us   a ppl ic a ti ons   [ 28] .   O ur   pr oj e c t   ut il iz e s   a   c us to m iz e d   E S P 3 2   m ic r oc ont r ol le r - ba s e d   ha r dw a r e   s e tu p,   c oupl e d   w it h   a   C N N   m ode l,   to   pr e di c t   th e   r e m a in in g   c a p a c it y   of     Li - io n  ba tt e r ie s .   T hi s   s ys te m   in te gr a te s   a dv a nc e d   s e n s or s   a nd   a   c us to m   pr in te d  c ir c ui t  boa r d   ( P C B )   to   e ns ur e   a c c ur a te   da ta   c ol le c ti on   a nd   r obus t   pe r f or m a nc e ,   e ve n   in   c ha l le ngi ng   c ondi ti ons .   T he   E S P 32   is   a   ve r s a ti le   m ic r oc ont r ol le r   f e a tu r in g   a   dua l - c or e   X te ns a   L X 6   p r oc e s s or   w it h   a   32 - bi t   a r c hi te c tu r e   a nd   c lo c k   s pe e ds   of     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       O pt imi z in g batt e r y  l if e :   a   T in y M L  appr oac h t o l it hi um - io n batt e r y  he al th   …  ( K am a r aj  L al it ha N is ha )   3861   up   to   240   M H z   [ 29] .   It   in c lu de s   520   KB   of   S R A M ,   4   MB   of   f la s h   m e m or y   ( e xpa nda bl e   to   16   M B ) ,   a nd     bui lt - in   Wi - Fi   ( 2.4   G H z ,   I E E E   802.11   b/ g/ n)   a nd   B lu e to ot h   v4.2   ( B R /E D R   a nd   B L E )   f or   w ir e le s s   c onne c ti vi ty .   F ig ur e   1   s how s   a ll   th e   ha r dw a r e   c om pone nt s   us e d   in   th e   pr oj e c t.   K e y   to   our   d e s ig n   is   th e   u s e   of   th e   I N A 219   vol ta ge   a nd   c ur r e nt   s e ns or ,   w hi c h   pr ovi de s   pr e c i s e   di gi ta l   m e a s ur e m e nt s .   T he   s e ns or   op e r a te s   by   m e a s ur in g   th e   vol t a ge   dr op   a c r os s   a   s hunt   r e s is to r ,   a ll ow in g   it   to   c a lc ul a t e   th e   c ur r e nt   a nd   vol ta ge   of   th e   ba tt e r y.   T he   di gi ta l   na tu r e   of   th e   da ta   e ns ur e s   th a t   th e   in te gr i ty   of   th e   t r a ns m it te d   va lu e s   r e m a in s   in ta c t,   e ve n   w he n   th e   m ic r oc ont r ol le r   is   pos it io ne d   at   a   di s ta nc e   f r om   th e   s e ns or .   T hi s   is   c r uc ia l   f or   m a in ta in in g   a c c ur a c y   in   r e a l - w or ld   a ppl ic a ti ons   w h e r e   s e ns or   pl a c e m e nt   f le xi bi li ty   is   ne e de d.   F or   te m pe r a tu r e   m oni to r in g,   th e   D S 18B 20   pr obe - ty pe   s e ns or   is   e m pl oye d.   T hi s   s e ns or   di r e c tl y   c onne c ts   to   th e   b a tt e r y   body,   pr ovi di ng   a c c ur a te   te m pe r a tu r e   r e a di ngs .   T he   D S 18B 20   u s e s   a   1 - w ir e   pr ot oc ol ,   w hi c h   is   a dva nt a ge ou s   as   it   a ddr e s s e s   th e   li m it a ti ons   of   a na lo g   por ts   a nd   s im pl if ie s   th e   w ir in g   r e qui r e m e nt s .   T h e   s e n s or   can   be   pos it io ne d   pr e c is e ly   to   m oni to r   th e   ba tt e r y' s   s ur f a c e   te m pe r a tu r e ,   w hi c h   is   c r uc ia l   f or   a c c ur a te   c a pa c it y   pr e di c ti on   as   te m pe r a tu r e   s ig ni f ic a nt ly   a f f e c ts   ba tt e r y   pe r f or m a nc e .   T he   pr obe ' s   r obus t   de s ig n   e ns ur e s   r e li a bl e   ope r a ti on   in   va r io us   e nvi r onm e nt a l   c ondi ti ons ,   m a ki ng   it   id e a l   f or   lo ng - te r m   m oni to r in g.           F ig ur e   1.   H a r dw a r e   c om pone nt s       O ur   c us to m   P C B   de s ig n   e nha nc e s   th e   f unc ti ona li ty   of   th e   s ta nda r d   E S P 32   de ve lo pm e nt   boa r d.   By   e li m in a ti ng   th e   on - boa r d  pr og r a m m e r ,  w hi c h  c ons um e s   s ig ni f ic a nt   pow e r ,  w e   ha ve   opt im iz e d  th e   boa r d  f or   lo w - pow e r   ope r a ti on.  T he   c us to m   P C B   f e a tu r e s   di r e c t  por ts   f or   c onne c ti ng  s e ns or s   a nd  a   16× 2  L C D   di s pl a y,   w hi c h pr ovi de s  r e a l - ti m e  f e e dba c k a nd da ta  vi s ua li z a ti on. T o e ns ur e  a  s ta bl e  pow e r  s uppl y, w e  i nt e gr a te d t w o  vol ta ge   r e gul a to r s :  a n  L M 7805,  w hi c h  pr ovi de s   a   5  V   out put   a t  1  A   to   pow e r   th e   L C D ,  I N A 219  s e ns or ,  a nd   D S 18B 20  s e ns or ,  a nd  a n  L M 1117I C ,  w hi c h  s t e ps   dow n  th e   vol ta ge   to   de li ve r   a n  800 - m A   out put   f o r   th e   E S P 32.  T hi s   dua l - r e gul a to r   s e tu p   not   onl y  s uppor ts   a ll   c om po ne nt s   w it h  a de qua te   pow e r   but   a ls o  e nha nc e s   th e   ove r a ll   r e li a bi li ty   a nd  e f f ic ie nc y  of   th e   s ys te m   by  pr e v e nt in g  pow e r   s ur ge s   a nd  e n s ur in g  c ons i s te nt   vol ta ge  l e ve ls .    A   la r ge   s w it c h   is   in c or por a te d   in to   th e   s y s te m ,   s e r vi ng   m ul ti pl e   f unc ti ons   s uc h   as   in it ia ti ng   da ta   c ol le c ti on,   c a li br a ti ng   th e   s ys te m ,   or   r e s e tt in g   th e   de vi c e ,   w it hout   ne c e s s it a ti ng   a ddi ti ona l   s w it c he s .   A ddi ti ona ll y,   a   r oc ke t   s w it c h   w it h   a   s in gl e - pol e   s in gl e - th r ow   ( S P S T )   c onf ig ur a ti on   is   in c lu de d.   T hi s   s w it c h   pr ovi de s   a   r e li a bl e   a nd   s im pl e   m e a n s   of   pow e r in g   th e   s ys te m   on   a nd   of f .   I ts   s tr a ig ht f or w a r d   ope r a ti on   e nha nc e s   th e   u s e r   in te r f a c e   by   pr ovi di ng   a   c le a r ,   ta c ti le   m e th o d   f or   c ont r ol li ng   th e   pow e r   s ta te   of   th e   de vi c e ,   th e r e by   im pr ovi ng   ove r a ll   us a bi li ty   a nd   u s e r   e xp e r ie nc e .   To   c om pl e te   th e   s y s te m ,   a   c us to m iz e d   3D   pr in te d   e nc lo s ur e   w it h   a   s la nt e d,   w a v e f ul   m ode l   is   us e d   f or   a s s e m bl y.   T hi s   e n c lo s ur e   is   d e s ig ne d   w it h   in put s   a nd   out put s   on   bot h   th e   le f t   a nd   r ig ht   s id e s ,   a ll ow in g   f or   ve r s a ti le   pos it io ni ng   on   a ny   s ur f a c e .   T he   s la nt e d   d e s ig n   m in im iz e s   gl a r e   on   th e   L C D   di s pl a y,   e ns ur in g   opt im a l   vi s ib il it y   in   va r io us   li ght in g   c ondi ti ons .   T hi s   th oughtf ul   e nc lo s ur e   de s ig n   e nha nc e s   th e   us a bi li ty   a nd   a e s th e t ic   a ppe a l   of   th e   s ys te m   w hi le   m a in ta in in g   its   f unc ti ona li ty   in   di ve r s e   e nvi r onm e nt s .   In   c onc lu s io n,   our   Li - io n   ba tt e r y   c a p a c it y   pr e di c ti on   s ys t e m   c om bi ne s   s ophi s ti c a te d   s e ns or   in te gr a ti on   w it h   a   c u s to m - de s ig ne d   E S P 32   P C B   to   de li ve r   a c c ur a te   a nd   r e li a bl e   c a pa c it y   pr e di c ti ons .   T he   us e   of   di gi ta l   s e ns or s   a nd   opt im iz e d   pow e r   m a na ge m e nt   e ns ur e s   da t a   in te gr it y   a nd   r obus t   pe r f or m a nc e ,   m a ki ng   it   s ui ta bl e   f or   va r io us   pr a c ti c a l   a ppl ic a ti o ns .   T he   in te gr a ti on   of   th e   I N A 219   f or   c ur r e nt   a nd   vol ta ge   m e a s ur e m e nt s ,   th e   D S 18B 20   f or   te m pe r a tu r e   m oni to r in g,   a nd   a   w e ll - de s ig ne d   pow e r   m a na ge m e nt   s y s te m   a ll   c ont r ib ut e   to   th e   s y s te m ' s   e f f e c ti ve ne s s .   T hi s   s y s te m   r e pr e s e nt s   s ig ni f ic a nt   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 . 14, No. 5, O c to be r  2025 :  3858 - 3868   3862   a dva nc e m e nt   in   ba tt e r y   m a na ge m e nt   te c hnol ogy,   pr ovi di ng   a   va lu a bl e   to ol   f or   e xt e ndi ng   th e   li f e   a n d   e f f ic ie nc y   of   Li - io n   ba tt e r ie s .       4.   I N T E G R A T I N G   S O F T W A R E   M O D E L   I N T O   H A R D W A R E - C O M P A T I B L E   S Y S T E M   F O R   E S P 3 2   4.1.    M od e l   d e s ig n   an d   op t im iz at io n   f or   E S P 32   d e p lo ym e n t   To   a c hi e v e   e f f ic ie nt   de pl oym e nt   of   our   ne ur a l   ne twor k   m ode l   on   th e   E S P 32   m ic r oc ont r ol le r ,   we   m e ti c ul ous ly   de s ig n e d   a   li ght w e ig ht   a nd   opt im iz e d   a r c hi te c t ur e .   T hi s   s e c ti on   de ta il s   th e   s tr uc tu r e   of   our   m ode l .   I t  a ls o e xpl a in s  t he  i nnova ti ve   a ppr oa c h   we   e m pl oye d   to   ha ndl e   in put   da ta ,   e ns ur in g   m in im a l   m e m or y   ove r he a d   a nd   e f f ic ie nt   pr oc e s s in g.       4.2.    M od e l   a r c h it e c t u r e   T he   C N N   m ode l   is   de s ig n e d   as   f ol lo w s :   −   I nput   la ye r :   c om pr is in g   8   ne ur ons   w it h   ' r e lu '   a c ti va ti on   f unc ti on   to   pr oc e s s   th e   in put   f e a tu r e s .   −   H id de n   la ye r   1:   8   ne ur ons   w it h   ' r e lu '   a c ti va ti on   f or   in it ia l   f e a tu r e   e xt r a c ti on.   −   H id de n   la ye r   2:   4   ne ur ons   w it h   ' r e lu '   a c ti va ti on   f or   f ur th e r   f e a tu r e   r e f in e m e nt .   −   O ut put   la ye r :   a   s in gl e   ne ur on   to   out put   th e   pr e di c te d   ba tt e r y   c a pa c it y.     4.3.    H an d li n g   in p u t   d a t a   A   ke y   a s pe c t   of   our   m ode l   is   its   in put   da ta   ha ndl in g   s tr a te gy.   T ypi c a ll y,   we   ha ve   10   s a m pl e s   of   two   pa r a m e te r s :   vol ta ge   a nd   c ur r e nt .   I ns te a d   of   f e e di ng   th e s e   s a m p le s   s e pa r a te ly ,   w hi c h   w oul d   in c r e a s e   m e m or y   us a ge   a nd   c om pl e xi ty ,   we   tr a ns f or m e d   th e   in put   da ta   in to   a   one - di m e ns io na l   a r r a y   of   20   va lu e s .   T he   tr a ns f or m a ti on   is   done   as   f ol lo w s :    −   T he   f ir s t   e le m e nt   of   th e   a r r a y   is   th e   f ir s t   vol ta ge   va lu e .   −   T he   s e c ond   e le m e nt   is   th e   c or r e s ponding   c ur r e nt   va lu e .   −   T hi s   pa tt e r n   c ont in ue s ,   a lt e r na ti ng   be twe e n   vol ta ge   a nd   c ur r e nt   va lu e s   f or   each   s a m pl e .   T hi s   m e th od   of f e r s   s e v e r a l   a dva nt a ge s :   −   R e duc e d   m e m or y   ove r he a d :   by   c onde n s in g   th e   in put   da t a   in to   a   s in gl e - di m e ns io na l   a r r a y,   we   s ig ni f ic a nt ly   r e duc e   th e   m e m or y   r e qui r e d   to   s to r e   a nd   pr oc e s s   th e   da ta .   T hi s   is   c r uc ia l   f or   r unni n g   m ode ls   on   r e s our c e - c ons tr a in e d   d e vi c e s   li ke   th e   E S P 32.   −   E f f ic ie nt   pr oc e s s in g :   th e   s im pl if ie d   in put   f o r m a t   a ll ow s   th e   m ode l   to   pr oc e s s   da ta   m or e   e f f ic ie nt ly ,   le a di ng   to   f a s te r   in f e r e nc e   ti m e s .   T hi s   is   pa r ti c ul a r ly   be ne f ic ia l   f or   r e a l - time   a ppl ic a ti ons   w he r e   qui c k   pr e di c ti ons   a r e   e s s e nt ia l.   −   S tr e a m li ne d   da ta   ha ndl in g :   th e   a lt e r na ti ng   pa tt e r n   of   vol ta ge   a nd   c ur r e nt   va lu e s   e ns ur e s   th a t   th e   m ode l   r e c e iv e s   a   ba la nc e d   a nd   c ont in uous   f lo w   of   in f or m a ti on,   e nha nc in g   its   a bi li ty   to   le a r n   a nd   m a ke   a c c ur a te   pr e di c ti ons .   −   S im pl if ie d   da ta   m a na ge m e nt :   w it hout   th is   m e th od,   m a na gi ng   two   que ue - li ke   da ta   s tr uc tu r e s   w oul d   be   ne c e s s a r y.   E a c h   que ue   w oul d   ha ndl e   vol ta ge   a nd   c ur r e nt   va lu e s   s e pa r a te ly ,   r e qui r in g   a   c om pl e x   s ys te m   w he r e   ne w   va lu e s   a r e   a ppe nde d   to   th e   e nd,   a nd   va lu e s   at   th e   ot he r   e nd   a r e   popp e d   out .   T hi s   w oul d   in vol ve   m ovi ng   a ll   va lu e s   in   bot h   a r r a ys   s e pa r a te ly ,   le a di ng   to   a ddi ti ona l   pr oc e s s in g   ove r he a d   a nd   in c r e a s e d   c om pl e xi ty .     4.4.    D e p lo ym e n t   on   E S P 32   T he   f in a l   s te p   in vol ve d   is   c onve r ti ng   th e   tr a in e d   m ode l   in to   a   f or m a t   di r e c tl y   c om pa ti bl e   w it h   th e   E S P 32.   N ot a bl y,   in s te a d   of   c onve r ti ng   th e   m ode l   to   T e ns or F lo w   L it e ,   we   to ok   a dva nt a ge   of   th e   m ode l' s   s m a ll   s iz e   a nd   di r e c tl y   c onve r te d   it   in to   a   C   he a de r   f il e ,   c ont a in in g   th e   m ode l   as   a   c ha r   a r r a y.   T hi s   a ppr oa c h   s im pl if ie s   de pl oym e nt   a nd   in te gr a ti on,   a ll ow in g   f or   e f f ic i e nt   r e a l - time   in f e r e nc e   on   th e   E S P 32.   By   m e ti c ul ous ly   de s ig ni ng   our   m ode l   a r c hi te c tu r e   a nd   opt im iz in g   th e   da ta   ha ndl in g   pr oc e s s ,   we   e n s ur e d   th a t   th e   m ode l   is   not   onl y   c om pa ti bl e   w it h   th e   E S P 32   but   a ls o   pe r f o r m s   e f f ic ie nt ly   in   r e a l - time   a ppl ic a ti ons .   T hi s   in te gr a ti on   hi ghl ig ht s   th e   pot e nt ia l   of   c om bi ni ng   s of twa r e   in n ova ti ons   w it h   ha r dw a r e   c a pa bi li ti e s   to   c r e a te   r obus t   a nd   e f f e c ti ve   s ol ut io ns   f o r   ba tt e r y   m a na ge m e nt   s ys te m s .   A lt hough   we   in it ia ll y   tr a in e d   a   tr a di ti ona l   C N N   m ode l,   we   opt im iz e d   a nd   de pl oye d   it   in   a   w a y   th a t   a d he r e s   to   th e   pr in c ip le s   of   T in yM L .   H e r e   is   a   de ta il e d   e xpl a na ti on   of   th e   s te p s   we   f ol lo w e d:   in it ia ll y ,   we   tr a in e d   an   or di na r y   C N N   m ode l   us in g   s ta nd a r d   m a c hi ne - le a r ni ng   te c hni que s .   G iv e n   th e   c ons tr a in ts   of   th e   E S P 32   pl a tf or m   ( lo w   p r oc e s s in g   pow e r ,   li m it e d   m e m or y) ,   we   f oc us e d   on   r e duc in g   th e   s iz e   of   th e   m ode l   to   m a ke   it   f e a s ib le   f or   de pl oym e nt   on   s uc h   e m be dde d   s y s te m s .   T he   m od el   w a s   opt im iz e d   to   be   as   c o m pa c t   as   po s s ib le ,   w it h   a   f oc u s   on   r e ta in in g   a c c ur a c y   w hi le   e ns ur in g   it   c oul d   r un   e f f ic ie nt ly   w it hi n   th e   r e s our c e   limits   of   th e   E S P 32   m odul e .   A f te r   tr a in in g,   we   us e d   th e   tf _por te r   li br a r y   f r om   th e   ‘ e ve r yw he r e m l’   pa c ka ge   to   c onve r t   th e   opt im iz e d   C N N   m ode l   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       O pt imi z in g batt e r y  l if e :   a   T in y M L  appr oac h t o l it hi um - io n batt e r y  he al th   …  ( K am a r aj  L al it ha N is ha )   3863   in to   C + +   c ode .   T hi s   s te p   w a s   c r uc ia l   f or   m a ki ng   th e   m ode l   c om pa ti bl e   w it h   e m be dde d   pl a tf or m s   li ke   th e   E S P 32.   T he   out put   of   th is   c onve r s io n   w a s   a   .h   he a de r   f il e ,   w hi c h   c ont a in e d   th e   e nt ir e   m ode l   s tr uc tu r e   a nd   w e ig ht s   in   a   c om pa c t,   e f f ic ie nt   f or m a t.   T hi s   a ll ow e d   us   to   in te gr a te   th e   m ode l   di r e c tl y   in to   an   e m be dde d   e nvi r onm e nt .   T he   c onv e r te d   .h   f il e ,   w hi c h   now   c ont a in e d   th e   C N N   m ode l,   w a s   th e n   u s e d   in   c onj unc ti on   w it h   th e   E lo que nt   T in y M L   li br a r y.   T hi s   li br a r y   is   s pe c if ic a ll y   de s ig ne d   to   e n a bl e   th e   r unni ng   of   m a c hi n e   le a r ni ng   m ode ls   on   r e s our c e - c ons tr a in e d   de vi c e s   s uc h   as   th e   E S P 32.   E lo que nt   T in yM L   f a c il it a te s   r unni ng   de e p   le a r ni ng   m ode ls   di r e c tl y   on   m ic r oc ont r ol le r s   w it hout   r e ly in g   on   c lo ud - ba s e d   c om put a ti on,   m a ki ng   it   a   pr im e   e xa m pl e   of   T in yM L .   By   le ve r a gi ng   th is   li b r a r y,   we   w e r e   a bl e   to   de pl oy   our   m ode l   e f f ic ie nt ly   on   th e   E S P 32 - ba s e d   s y s te m ,   a c hi e vi ng   r e a l - time   pr e di c ti ons   f or   ba tt e r y   R U L   e s ti m a ti on.   T he   e m be dd e d   pl a tf or m   f or   r e a l - time   R U L   f or e c a s ts   is   th e   m i c r oc ont r ol le r   E S P 32.   To   ve r if y   t he   de pl oye d   m ode l' s   f unc ti ona li ty   in   an   a c tu a l   s e tt in g,   it   is   put   to   th e   te s t   in   a   va r ie ty   of   s c e na r io s   ( F ig ur e   2) .   A s s ur in g   s m oot h   in te gr a ti on,   e va lu a ti ng   c om put a ti ona l   e f f e c ti ve ne s s ,   a nd   v e r if yi ng   th e   pr e c is io n   of   f or e c a s ts   on   th e   m ic r oc ont r ol le r   a r e   a ll   in c lu de d   in   th is   bl oc k.           F ig ur e   2.   B lo c k   s c he m a ti c   il lu s tr a ti ng   th e   s ugg e s te d   a ppr oa c h       T he   pr e di c ti ve   m a in te n a nc e   a lg or it hm   ha s   ta ke n   a   bi g   s tr id e   to w a r d   r e a l - w or ld   us e   w it h   its   de pl oym e nt   on   a   m ic r oc ont r ol le r .   M a ki ng   ti m e ly   a nd   in f or m e d   m a in te na nc e   d e c is io ns   de pe nd s   on   th e   m ic r oc ont r ol le r ' s   a lg or it hm ' s   c a pa c it y   to   f unc ti on   e f f e c ti ve ly   in   r e a l - ti m e ,   w hi c h   is   va li da te d   by   te s ti ng   it   on   th e   de vi c e .   T h e   a lg or it hm   can   be   e xe c ut e d   di r e c tl y   on   th e   m ic r oc ont r ol le r ,   a ll ow in g   m a in te na nc e   jo bs   to   be   c om pl e te d   in de pe nde nt ly   a nd   w it hout   th e   ne e d   f or   out s id e   pr oc e s s in g   pow e r .   T hi s   m a ke s   th e   a lg or it hm   m or e   us e f ul   a nd   a ppl ic a bl e   in   r e a l - w or ld   s it ua ti on s   w he r e   pr om pt   m a in te na nc e   r e qui r e m e nt s   r e pl ie s   a r e   c r uc ia l.   F ur th e r m or e ,   th e   a lg or it hm ' s   i m pl e m e nt a ti on   on   a   m ic r oc ont r o ll e r   le s s e ns   th e   r e qui r e m e nt   f or   c ons ta nt   da ta   tr a ns m is s io n   a nd   lo w e r s   la te nc y,   m a ki ng   it   a ppr opr ia te   f or   s it u a ti ons   w it h   li m it e d   r e s our c e s   or   th os e   th a t   a r e   r e m ot e .   O ve r a ll ,   m ic r oc ont r ol le r   te s ti ng   va li da te s   th a t   th e   a lg or it hm   is   r e a dy   to   be   im pl e m e nt e d   in   r e a l - w or ld   m a in te na nc e   a ppl ic a ti on s ,   ope ni ng   th e   door   to   e nha nc e d   a s s e t   d e pe nda bi li ty   a nd   m a na ge m e nt .     4.5.    M e m or y   f oot p r in t   of   t h e   p r op os e d   m od e l   T he   s iz e   of   th e   .h   f il e   ge ne r a te d   f or   our   m ode l   is   17.7   KB   ( 18,213   byt e s ) .   T he   S ke tc h   us e d     419 , 077   byt e s   ( 31% )   of   pr ogr a m   s to r a ge   s pa c e .   T he   m a xi m um   c a pa c it y   of   pr ogr a m   s to r a ge   s pa c e   is   1 , 310 , 720   byt e s .   G lo ba l   va r ia bl e s   u s e d   35 , 660   byt e s   ( 10% )   of   dyna m ic   m e m or y,   l e a vi ng   292 , 020   byt e s   f or   lo c a l   va r ia bl e s .   T he   m a xi m um   c a pa c it y   is   327 , 680   byt e s .   D ur i ng   th e   c om pi la ti on   of   th e   A r dui no   s ke tc h,   th e   m e m or y   us a ge   s ta ti s ti c s   w e r e   as   f ol lo w s :   −   P r ogr a m   s to r a ge   s pa c e   ( f la s h   m e m or y ):   th e   s ke tc h   us e s   419,0 77   byt e s ,   w hi c h   a c c ount s   f or   31%   of   th e   a va il a bl e   pr ogr a m   s to r a g e   s p a c e   ( m a xi m um :   1,310,720   byt e s ) .   T hi s   m e m or y   is   ut il iz e d   f or   s to r in g   th e   c om pi le d   c ode   a nd   s ta ti c   c ont e nt   s uc h   as   c ons ta nt s   a nd   li br a r ie s .   W it h   69%   of   f la s h   m e m or y   s ti ll   a va il a bl e ,   th e   pr ogr a m   is   hi ghl y   m e m or y - e f f ic ie nt ,   a ll ow in g   f or   f ut ur e   s c a la bi li ty   a nd   th e   in te gr a ti on   of   a ddi ti ona l   f e a tu r e s .   −   D yna m ic   m e m or y   ( S R A M ) :   th e   s ke tc h   ut il iz e s   35,660   byt e s ,   w hi c h   is   10%   of   th e   to ta l   dyna m ic   m e m or y   a va il a bl e   ( m a xi m um :   327,680   byt e s ) .   D yna m ic   m e m or y   is   us e d   f or   gl oba l   va r ia bl e s ,   s ta ti c   va r ia bl e s ,   a nd   dyna m ic   a ll oc a ti ons   dur in g   r unt im e .   292,020   byt e s   a r e   f r e e   f or   lo c a l   va r ia bl e s ,   s ta c k,   a nd   r unt im e   ope r a ti ons .   H e nc e ,   th e   lo w   dyna m ic   m e m or y   us a ge   e ns ur e s   s ta bl e   r unt im e   pe r f or m a nc e   w it h   no   r is k   of   s ta c k/ he a p   c ol li s io n s   in   th e   c ur r e nt   de s ig n.   It   is   e vi de nt   f r om   th e   a bove   da ta   th a t   th e   c om pi le d   s ke tc h   de m ons tr a te s   e f f ic ie nt   m e m or y   ut il iz a ti on.   F la s h   m e m or y   us a ge   is   w e ll   w it hi n   th e   li m it s ,   e ns ur in g   r oom   f or   f ut ur e   e nha nc e m e nt s   or   li br a r y   a ddi ti ons .   S R A M   ut il iz a ti on   is   m in im a l,   pr ovi di ng   a de qua t e   s pa c e   f or   r unt im e   ope r a ti ons ,   lo c a l   va r ia bl e s ,   a nd   s ta c k   gr ow th .   T he s e   r e s ul ts   c onf ir m   th a t   th e   s ke tc h   is   opt im iz e d   f or   bot h   s to r a ge   a nd   r unt im e   pe r f or m a nc e ,   m a ki ng   it   r e li a bl e   a nd   s c a la bl e   f or   de pl oym e nt   on   th e   ta r ge t   A r dui no - c om pa ti bl e   E S P 32   s ys te m .       5.   R E S U L T S   AND   D I S C U S S I O N   R e s ul ts   f r om   th e   a pp li c a t io n   of   T i nyM L   f o r   Li - io n   ba tt e r y   m a na ge m e nt   c a pa c i ty   p r e di c ti on   on   E S P 32   a r e   e nc ou r a g in g   a nd   th e   de ve l ope d   ha r dw a r e   m o d e l   is   de pi c te d   in   F i gu r e   3.   O u r   3D - p r i nt e d   D at a  p r e - p r oc e s s i n g  [ N A S A   d at as e t ] C N N   m od e l T r ai n i n g M od e l  e val u at i on D e p l oym e n t   i n   h ar d w ar e 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 . 14, No. 5, O c to be r  2025 :  3858 - 3868   3864   e nc l os u r e   a nd   c us to m i z e d   P C B   a ll ow e d   us   to   de s i gn   a   s m a l l,   e f f e c ti ve   r e a l - t im e   c a pa c it y   f o r e c a s t   s ys te m .   T he   s ta r t up   s te p   be ga n   w h e n   t he   s ys te m   w a s   p ow e r e d   on   a nd   a   te s t   ba t te r y   a nd   a   12V   bu lb   w e r e   c on ne c te d   as   a   l oa d .   T he   m a c hi ne   c o ll e c te d   te n   v ol ta g e   a nd   c ur r e nt   r e a d in gs   e ve r y   te n   s e c onds   th r ou gh ou t   th is   pe r io d.   It   di s pl a ye d   t he   pr e vi ous   c a p a c i ty   it   ha d   e s t im a te d   a nd   s t a r te d   p r e di c ti ng   t he   ba t te r y   c a pa c i ty   s im u lt a ne ous l y.   It   w il l   be g in   to   p r o vi d e   th e   li ve   c a pa c it y   p r e di c ti on   u ti li z in g   r e a l - t im e   d a ta   s h o r t ly   a f te r   th e   in it ia li z in g   p ha s e ,   as   s e e n   in   F ig ur e   4.   T he   e v a lu a ti on   of   our   Li - io n  ba tt e r y   m a na ge m e nt   c a p a c it y   pr e di c ti on   m ode l   us in g   T in y M L   on   E S P 32   yi e ld e d   pr om is in g   r e s ul ts .   We   e va lu a te d   our   m ode l   on   th e   tr a in in g,   va li da ti on,   a nd   te s t   s e ts .   T he   pe r f or m a nc e   m e tr ic s   f or   each   da ta s e t   a r e   s um m a r iz e d   in   T a bl e   1.   −   T r a in in g   s e t:   w it h   m e a n   s qua r e d  e r r or   ( M S E )  of   0.0118,   M A E   of   0.0874,   m e a n  a bs ol ut e   pe r c e nt a ge   e r r or   ( M A P E )  of   8.2735% ,   a nd   R M S E   of   0.1088,   th e   m od e l   pr oduc e d   a   lo s s   of   0.0059.   T he s e   num be r s   s how   th a t   th e   m ode l   ha s   a   good   f it ,   lo w   e r r or   r a te s ,   a nd   hi gh   pr e di c ti on   a c c ur a c y   to   th e   tr a in in g   s e t.   −   V a li da ti on   s e t:   w it h   lo s s   of   0.0060,   M S E   of   0.0119,   M A E   of   0.0880,   M A P E   of   8.3724% ,   a nd   R M S E   of   0.1092,   th e   va li da ti on   s e t' s   m e tr ic s   a r e   e xt r e m e ly   s im il a r   to   th os e   of   th e   tr a in in g   s e t.   T he   m ode l   pe r f or m s   w e ll   w it hout   not ic e a bl y   ove r f it ti ng,   s how in g   th a t   it   g e ne r a li z e s   w e ll   to   n e w   d a ta ,   a c c or di ng   to   th e   s im il a r it y   be twe e n   th e   tr a in in g   a nd   va li da ti on   m e a s ur e s .   −   T e s t   s e t:   th e   m ode l   pr oduc e d   lo s s   of   0.0057,   M S E   of   0.0114,   M A E   of   0.0854,   M A P E   of   7.9660% ,   a nd   R M S E   of   0.1068   on   th e   t e s t   s e t.   T he s e   f in di ngs   va li da te   th e   m ode l' s   r obus tn e s s   a nd   de pe nda bi li ty   f or   r e a l - w or ld   a ppl ic a ti ons   by   s how in g   th a t   it   r e ta in s   its   a c c ur a c y   a nd   lo w   e r r or   r a te s   on   e nt ir e ly   f r e s h   da ta .               F ig ur e   3.   H a r dw a r e   m odul e   w it h   E S P 32   F ig ur e   4.   C a pa c it y   pr e di c ti on       T a bl e   1.   E va lu a ti on   m e tr ic s   c om pa r is on   D a t a s e t   L os s   M S E   M A E   M A P E   R M S E   T r a i ni ng   0.0059   0.0118   0.0874   8.2735   0.1088   V a l i da t i on   0.0060   0.0119   0.0880   8.3724   0.1092   T e s t   0.0057   0.0114   0.0854   7.9660   0.1068       F ig ur e   5   e lu c id a te s   th e   tr a in in g   a nd   va li da ti on   lo s s   th r oughout   50   e poc hs .   T he   pl ot   s how s   th a t   w it hi n   th e   f ir s t   f e w   e poc hs ,   bot h   th e   tr a in in g   a nd   v a li da ti on   lo s s e s   dr op   qui te   qui c kl y   be f or e   s ta bi li z in g,   in di c a ti ng   s tr ong   c onve r ge nc e   w it hout   a ppr e c ia bl e   ove r f it ti ng.   T he   R M S E   f or   th e   t r a in in g   a nd   va li da ti on   s e ts   is   di s pl a ye d   in   F ig ur e   5.     F or   bot h   da ta s e ts ,   th e   R M S E   s te a di ly   dr ops   th r oughout   th e   f ir s t   f e w   e poc hs   unt il   s ta bi li z in g   at   r oughly   th e   s a m e   a m ount ,   w hi c h   il lu s tr a te s   how   c ons is te nt ly   t he   m ode l   r e duc e s   pr e di c ti on   e r r or s .   F ig ur e   6   di s pl a ys   th e   M A E   f or   th e   t r a in in g   a nd   va li da ti on   s e ts .   L ik e   th e   ot he r   m e a s ur e s ,   th e   M A E   dr ops   r a pi dl y   be f or e   s ta yi ng   s om e w h a t   s te a dy,   in di c a ti ng   th a t   th e   m ode l   can   s u c c e s s f ul ly   lo w e r   th e   a ve r a g e   s iz e   of   e r r or s .   T he   M S E   f or   th e   tr a in in g   a nd   va li da ti on   da ta s e ts   is   s how n   in   F i gur e s   7   a nd  8.   T he   m ode l' s   e f f e c ti ve ne s s   in   r e duc in g   pr e di c ti on   e r r o r s   is   f u r th e r   de m ons tr a te d   by   th e   M S E ' s   qui c k   d r op   a nd   s ubs e que nt   s ta bi li z a ti on,   w hi c h   s uppor ts   th e   f in di ngs   of   th e   R M S E   a nd   M A E   pl ot s .     T he   c on s is te n c y   of   th e   m ode l' s   pe r f or m a nc e   th r oughout   th e   tr a in in g,   va li da ti on,   a nd   te s t   s e ts   is   in di c a ti ve   of   its   s ta bi li ty   a nd   c a pa c it y   f or   ge ne r a li z a ti on.   T he   m ode l   a ppe a r s   to   e s ti m a te   th e   Li - io n   ba tt e r y' s   c a pa c it y   a c c ur a te ly   ba s e d   on   th e   lo w   va lu e s   of   M S E ,   M A E ,   M A P E ,   a nd   R M S E .   T he   de pl oye d   m ode l   can   be   us e d   to   m a na ge   ba tt e r ie s   in   r e a l - ti m e ,   m a ki ng   it   pos s ib le   to   m oni to r   a nd   us e   ba tt e r y   c a pa c it y   pr ope r ly .   E ve n   if   th e   pe r f or m a nc e   of   th e   e xi s ti ng   m ode l   is   a de qua te ,   th e r e   is   s ti ll   r oom   f or   im pr ove m e nt   in   te r m s   of   a c c ur a c y   a nd   r obus tn e s s .   T hi s   m a y   in vol ve   in c or por a ti ng   a ddi ti ona l   f e a tu r e s   or   f in e - tu ni ng   th e   m ode l   a r c hi te c tu r e .   T in yM L ' s   c onne c ti on   w it h   E S P 32   a ll ow s   f or   lo w - pow e r   e dge   c om put in g   c a pa bi li ti e s ,   w hi c h   m a ke s   th e   m ode l   a ppr opr ia te   f or   de pl oym e nt   in   c ont e xt s   w it h   li m it e d   r e s our c e s .   O ve r a ll ,   th e   f in di ngs   s how   th a t   th e   Li - io n   ba tt e r y   m a na ge m e nt   c a pa c it y   pr e di c ti on   s y s te m   w a s   s uc c e s s f ul l y   im pl e m e nt e d,   w it h   pot e nt ia l   a dva nt a ge s   in   a   r a nge   of   a ppl ic a ti ons   r e qui r in g   e f f e c ti ve   ba tt e r y   m oni to r in g   a nd   us 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       O pt imi z in g batt e r y  l if e :   a   T in y M L  appr oac h t o l it hi um - io n batt e r y  he al th   …  ( K am a r aj  L al it ha N is ha )   3865         F ig ur e   5 .   T r a in in g   a nd   va li da ti on   lo s s     F ig ur e   6 .   T r a in in g   a nd   va li da ti on   R M S E             F ig ur e   7 .   T r a in in g   a nd   va li da ti on   M A E     F ig ur e   8 .   T r a in in g   a nd   va li da ti on   M S E       6.   C O N C L U S I O N   In   s um m a r y ,   we   ha ve   a c hi e ve d   a   gr ound - br e a ki ng   r e s ul t   in   ou r   que s t   to   c r e a te   a   C N N - ba s e d   R U L   pr e di c ti on   m e th od.   O ur   a c hi e ve d   r e s ul t s   not   onl y   m e e t   in du s tr y   nor m s   but   a ls o   gr e a tl y   e x c e e d   th e m ,   w hi c h   is   a   m a jo r   s te p   f or w a r d   f or   pr e di c ti ve   m a in te na nc e .   O ur   C N N - ba s e d   m ode l   h a s   s how n   an   unm a tc he d   de gr e e   of   pr e c is io n   a nd   a c c ur a c y,   tr a ns f or m in g   th e   f ie ld   of   ba tt e r y   he a lt h   pr ognos ti c s .   It   w a s   tr a in e d   u s in g   th e   N A S A   ba tt e r y   da ta s e t.   T he   r e s ul ts   of   th e   C N N   m ode l' s   pa in s ta ki ng   c on s tr uc ti on   a nd   tr a in in g   s pe a k   lo udl y   a bout   how   w e ll   it   can   id e nt if y   c om pl e x   s pa ti a l   pa tt e r n s   in   th e   da ta .   T he   m ode l' s   e x c e pt io na l   pe r f or m a nc e   is   de m ons tr a te d   by   its   e xt r a or di na r y   m e tr ic s ,   w hi c h   in c lu de   a   ne gl ig ib le   lo s s   of   0.0063,   a   m ic r os c opi c   M S E   of   0.0127,   a nd   an   in c r e di bl y   lo w   M A E   of   0.0897.   T he   d e pe nda bi l it y   a nd   s ta bi li ty   of   our   C N N   m ode l   a r e   f ur th e r   c onf ir m e d   by   th e   M A P E   of   8.2753 %   a nd   th e   R M S E   of   0.1129.   In   a ddi ti on   to   its   num e r ic a l   pe r f o r m a nc e ,   our   C N N   m ode l   s ig ni f ie s   a   r e vol ut io n   in   th e   us e   of   s ophi s ti c a te d   ne ur a l   ne twor k   a r c hi te c tu r e s   f or   pr e di c ti ve   m a in te na nc e .   It   ha s   not   onl y   f ul f il le d   th e   e xpe c ta ti on s   but   a ls o   r a is e d   th e   b a r   f or   w ha t   is   pos s ib le   in   te r m s   of   e s ti m a ti ng   th e   ba tt e r y' s   r e m a in in g   us e f ul   li f e .   T he   c om bi na ti on   of   s ta te - of - th e - a r t   te c hnol ogy   a nd   dom a i n   knowle dge   ha s   pr oduc e d   a   pr e di c ti ve   a lg or it hm   th a t   not   onl y   s a ti s f ie s   but   s ur pa s s e s   th e   in dus tr y' s   s tr ic t   r e qui r e m e nt s   f or   a c c ur a c y   a nd   de pe nda bi li ty .   T he   a dve nt ur e   d oe s n' t   e nd   he r e   as   we   a im   to w a r d   th e   f ut ur e .   T hi s   s hi f t   to   e dge   c om put in g   r e f le c ts   our   de di c a ti on   to   pr ov id in g   our   a lg or it hm   w it h   bot h   a c c ur a c y   a nd   us a bi li ty   f or   r e a l - w o r ld   a ppl ic a ti ons   a c r os s   a   r a nge   of   c ont e xt s .   E s s e nt ia ll y,   our   C N N - ba s e d   R U L   pr e di c ti on   s ys te m   is   pr oof   of   th e   pot e nt ia l   th a t   r e s ul ts   f r om   c om bi ni ng   c r e a ti vi ty   a nd   a c c ur a c y.   P r e di c ti ve   m a in te na nc e   is   in   its   in f a nc y,   a nd   our   a lg or it hm   is   l e a di ng   th e   w a y,   poi s e d   to   r a is e   th e   ba r   f or   pr a c ti c a li ty ,   e f f ic ie nc y,   a nd   a c c ur a c y   in   th e   f ie ld .   It   is   m or e   th a n   ju s t   a   m ode l;   it   is   a   f o r c e   f or   r e vol ut io na r y   c ha nge ,   a   s ig npos t   f or   a   ne w   a ge   in   pr e di c ti ve   a na ly ti c s ,   a nd   e vi de nc e   of   th e   unbounde d   pot e nt ia l   of   a r ti f ic ia l   in te ll ig e nc e   to   r e vol ut io ni z e   m a r ke ts   a nd   pus h   th e   bounda r ie s   of   knowle dge .   F ut ur e   w or k   can   e xpl or e   de pl oyi ng   th e   C N N - ba s e d   R U L   pr e di c ti on   m ode l   on   e dge   de vi c e s   f or   r e a l - time   ba tt e r y   he a lt h   m oni to r in g.   A ddi ti ona ll y,   in te gr a ti n g   m ul ti m oda l   s e ns or   da ta   c oul d   e nh a nc e   m od e l   r obus tn e s s   a nd   ge ne r a li z a bi li ty   a c r os s   di v e r s e   b a tt e r y   c he m is tr ie s   a nd   u s a ge   c ondi ti ons .   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 . 14, No. 5, O c to be r  2025 :  3858 - 3868   3866   A C K N O WL E D G M E N T S   T he  a ut hor s  de c la r e  t ha t  th e r e  a r e  no a c knowl e dgm e nt s  t o i nc lu de  f or  t hi s  w or k.       F U N D I N G  I N F O R M A T I O N   T he  a ut hor s  de c la r e  t ha t  no f undi ng w a s   r e c e iv e d t o s uppor t  th e  r e s e a r c h pr e s e nt e d i n t hi s  w or k.       A U T H O R  C O N T R I B U T I O N S  S T A T E M E N T   T hi s   jo ur na l  us e s   th e   C ont r ib ut or   R ol e s   T a xonomy  ( C R e di T )   to   r e c ogni z e   in di vi dua l   a ut hor   c ont r ib ut io ns , r e duc e  a ut hor s hi p di s put e s ,  a nd f a c il it a te  c ol la bo r a ti on.      N am e  o f  A u t h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   K a m a r a j  L a li th a  N is ha   ✓       ✓   ✓       ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   V a s a nt h P r a de e p   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   P a d m a n a b h a n   P u t h iy a v e e d u   K r i s h n a n ku t t y  N a ir   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   S r e e la ks hm i  P il la i   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   M a n i k a n d a n   A r u n a c h a l a m   ✓       ✓   ✓       ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   R a ke s h  T hoppa e n  S ur e s h B a bu           ✓         ✓   ✓     ✓   ✓   ✓     C   :    C onc e pt ua l i z a t i on   M   :    M e t hodol ogy   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i da t i on   Fo   :    Fo r m a l  a na l ys i s   I   :    I nve s t i ga t i on   R   :    R e s our c e s   D   :   D a t a  C ur a t i on   O   :   W r i t i ng  -   O r i gi na l  D r a f t   E   :   W r i t i ng  -   R e vi e w  &   E di t i ng   Vi   :    Vi s ua l i z a t i on   Su   :    Su pe r vi s i on   P   :    P r oj e c t  a dm i ni s t r a t i on   Fu   :    Fu ndi ng a c qui s i t i on         C O N F L I C T  O F  I N T E R E S T  S T A T E M E N T   T he  a ut hor s  de c la r e  t ha t  th e y ha ve  no c onf li c ts  of  i nt e r e s t,  f in a nc ia l  or  non - f in a nc ia l,  t ha t  c oul d ha ve   in f lu e nc e d t he  w or k r e por te d i n t hi s  pa pe r .       I N F O R M E D  C O N S E N T   N ot   a ppl ic a bl e , a s  t hi s  s tu dy did not  i nvol ve  huma n pa r ti c ip a nt s  or  pe r s ona l  da ta .       E T H I C A L  A P P R O V A L   N ot  a ppl ic a bl e , a s  t hi s  s tu dy did not  i nvol ve  huma n pa r ti c ip a nt s  or  a ni m a ls .       D A T A  A V A I L A B I L I T Y   T he   da ta   s uppor ti ng  th e   f in di ngs   of   th is   s tu dy  a r e   ope nl y  a va il a bl e   f r om   th e   N A S A   A m e s   P r ognos ti c s  C e nt e r  of  E xc e ll e nc e  a t  ht tp s :/ /d a ta .n a s a .gov/da t a s e t/ Li - io n - ba tt e r y - a gi ng - da ta s e ts .         R E F E R E N C E S   [ 1]   I .  C ha ouf i ,  O .  A bde l kh a l e k,  a nd   B .   G a s b a oui ,  “ S t a t e   of   c ha r ge   e s t i m a t i on  o f   l i t hi um - i on  ba t t e r i e s   us i ng  a d a pt i ve   ne ur o  f uz z y   i nf e r e nc e   s ys t e m ,”   I A E S  I nt e r nat i onal   J our nal   of   A r t i f i c i al   I nt e l l i ge nc e ,  vol .  11,  no.  2,   pp.  473 – 484,  2022 ,     doi :  10.11591/ i j a i .v11.i 2.pp473 - 484.   [ 2]   G .  C r oc i oni ,  D .  P a u,  J .  M .  D e l or m e ,  a nd  G .  G r uos s o,  “ Li - i on   ba t t e r i e s   p a r a m e t e r   e s t i m a t i on  w i t h  t i ny  ne ur a l   ne t w or ks   e m be dde d   on i nt e l l i ge nt  i ot  m i c r oc ont r ol l e r s ,”   I E E E   A c c e s s , vol . 8, pp. 122135 – 122146, 2020, doi :  10.1109/ A C C E S S .2020.3007046.   [ 3]   M .  G i or da no,  N .  B a um a nn,  M .   C r a bol u,  R .   F i s c he r ,  G .  B e l l us c i ,  a nd  M .   M a gno,  “ D e s i gn   a nd  pe r f or m a nc e   e va l ua t i on  of   a n   ul t r a l ow - pow e r   s m a r t   I oT   de vi c e   w i t h  e m be dde d  T i nyM L   f or   a s s e t   a c t i vi t y  m oni t or i ng,”   I E E E   T r ans ac t i ons   on  I ns t r um e nt at i on   and M e as ur e m e nt , vol . 71, 2022, doi :   10.1109/ T I M .2022.3165816.   [ 4]   A .  G ha f a r i ,  “ C ur r e nt   a nd  f ut u r e   pr os pe c t s   of   Li - i on   ba t t e r i e s :   a   r e vi e w ,”   J our nal   of   N anoSc i e nc e   T e c hnol ogy ,  2023 ,     doi :  10.52319/ j .na nos c i t e c .2023.21.   [ 5]   C .  L i ,  H .  Z ha ng,  P .   D i ng,  S .   Y a ng,  a nd  Y .  B a i ,  “ D e e p  f e a t ur e   e xt r a c t i on  i n   l i f e t i m e   pr ognos t i c s   of   l i t h i um - i on   ba t t e r i e s :   a dva nc e s ,  c ha l l e nge s  a nd pe r s pe c t i ve s , ”   R e ne w abl e  and Sus t ai nabl e  E ne r gy  R e v i e w s , vol . 184, 2023, doi :  10.1016/ j .r s e r .2023.113576.   [ 6]   R .  K a l l i m a ni ,  K .  P a i , P .  R a ghuw a ns hi ,  S .  I ye r ,   a nd  O .  L .  A .   L ópe z ,  “ T i nyM L :   T ool s ,  a ppl i c a t i ons ,  c ha l l e nge s ,  a nd  f ut ur e   r e s e a r c h  di r e c t i ons ,”   M ul t i m e di a T ool s  and A ppl i c at i ons , vol . 83, no. 10, pp. 29015 – 29045, 2024, doi :  10.1007/ s 11042 - 023 - 16740 - 9.   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       O pt imi z in g batt e r y  l if e :   a   T in y M L  appr oac h t o l it hi um - io n batt e r y  he al th   …  ( K am a r aj  L al it ha N is ha )   3867   [ 7]   K .  A .  S e ve r s on  e t   al . ,   “ D a t a - dr i ve n  p r e di c t i on  of   ba t t e r y   c yc l e   l i f e   be f or e   c a pa c i t y  de gr a da t i on,”   N at ur e   E ne r gy ,  vol .  4,  no.   5,    pp. 383 – 391, 2019, doi :  10.1038/ s 41560 - 019 - 0356 - 8.   [ 8]   K .  D a s   a nd  R .  K um a r ,  “ E l e c t r i c   ve hi c l e   ba t t e r y  c a pa c i t y  de gr a da t i on  a nd  he a l t h  e s t i m a t i on  us i ng  m a c hi ne - l e a r ni ng  t e c hni que s :   a   r e vi e w ,”   C l e an E ne r gy , vol . 7, no. 6, pp. 1268 – 1281, 2023, doi :  10.1093/ c e / z ka d054.   [ 9]   R .  S w a r nka r ,  R .  H a r i kr i s hna n,  P .  T ha kur ,  a nd  G .   S i ngh,  “ E l e c t r i c   ve hi c l e   l i t hi um - i on  ba t t e r y  a ge i ng  a na l ys i s   und e r   dyna m i c   c ondi t i on:   a   m a c hi ne   l e a r ni ng  a ppr oa c h,”   SA I E E   A f r i c a  R e s e ar c h  J our nal ,  vol .  114,  no.  1,  pp.  4 – 13,  2023,     doi :  10.23919/ S A I E E .2023.9962788.   [ 10]   Z .  C he n,  Y .  G a o,   a nd  J .  L i a ng,   “ L O P d M :   a   l ow - pow e r   on - de vi c e   pr e di c t i ve   m a i nt e na nc e   s y s t e m   ba s e d  on  s e l f - pow e r e d  s e n s i ng   a nd T i nyM L ,”   I E E E  T r ans ac t i ons  on I ns t r um e nt at i on and M e as ur e m e nt , vol . 7 2, 2023, doi :  10.1109/ T I M .2023.3308251.   [ 11]   G .  G r uos s o  a nd  G .  S .  G a j a ni ,  “ C om pa r i s on  o f   m a c hi ne   l e a r ni ng   a l gor i t hm s   f or   pe r f o r m a nc e   e va l ua t i on  of   phot ovol t a i c   e ne r gy  f or e c a s t i ng  a nd  m a na ge m e nt   i n  t he   T i nyM L   f r a m e w or k,”   I E E E   A c c e s s ,  vol .  10,  pp.  121010 – 121020,  2022 ,     doi :  10.1109/ A C C E S S .2022.3222986.   [ 12]   M .  L or d  a nd  A .  K a pl a n,  “ M e c ha ni c a l   a nom a l y  de t e c t i on  on  a n  e m be dde d  m i c r oc ont r ol l e r ,”   i n  P r oc e e di ngs   -   2021  I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  C om put at i onal   Sc i e n c e   and  C om put at i onal   I nt e l l i ge nc e ,  C SC I   2021 ,  2021,   pp.  562 – 568,     doi :  10.1109/ C S C I 54926.2021.00159.   [ 13]   T .  F l or e s ,  M .  A ndr a de ,  M .  M e de i r os ,  M .   A m a r a l ,  M .   S i l va ,  a nd  I .  S i l va ,  “ L e ve r a gi ng  I oT   a nd  T i nyM L   f or   s m a r t   ba t t e r y   m a na ge m e nt   i n  e l e c t r i c   bi c yc l e s ,”   2023  Sy m pos i um   on  I nt e r ne t   of   T hi ngs ,  SI oT   2023 ,   2023,    doi :  10.1109/ S I oT 60039.2023.10390169.   [ 14]   G .  A t ha na s a ki s ,  G .  F i l i os ,  I .  K a t s i di m a s ,  S .  N i ko l e t s e a s ,  a nd  S .  H .  P a na gi ot ou, “ T i nyM L - ba s e d  a ppr oa c h  f or   r e m a i ni ng  us e f ul   l i f e   pr e di c t i on  of   t ur bof a n  e ngi ne s ,”   i n  I E E E   I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  E m e r gi ng  T e c hnol ogi e s   and  F ac t or y   A ut om at i on,  E T F A ,  2022,  pp. 1 - 8,  doi :  10.1109/ E T F A 52439.2022.9921629.   [ 15]   Y .  W a ng,  K .  L i ,  a nd  Z .  C he n,  “ B a t t e r y  f ul l   l i f e   c yc l e   m a na ge m e nt   a nd  he a l t h  pr ognos i s   ba s e d  on  c l oud  s e r vi c e   a nd  br oa d   l e a r ni ng,”   I E E E / C A A  J our nal  of  A ut om at i c a Si ni c a , vol . 9, no. 8, pp. 1540 – 1542, 2022, doi :  10.1109/ J A S .2022.105779.   [ 16]   T . M e de i r os   e t  al . , “ T i nyM L  c us t om  A I  a l gor i t hm s  f or  l ow - pow e r  I oT  da t a  c om pr e s s i on:  a  br i dge  m oni t or i ng c a s e   s t udy,”  i n  202 3   I E E E   I nt e r nat i onal  W or k s hop  on  M e t r ol ogy   f or   I ndus t r y   4.0  and  I oT ,  M e t r oI nd4.0  and  I oT   2023  -   P r oc e e di ngs ,  2023,  pp.  54 – 59,  doi :  10.1109/ M e t r oI nd4.0I oT 57462.2023.10180152.   [ 17]   M .  Y .  S ha bi r ,  G .   T or t a ,  A .  B a s s o,   a nd  F .  D a m i a ni ,  “ T ow a r d  s e c ur e   T i nyM L   on  a   s t a nd a r di z e d  A I   a r c hi t e c t ur e ,”   I nt e r ne t   o f   T hi ngs , vol . P a r t  F 1719, pp. 121 – 139, 2024, doi :  10.1007/ 978 - 3 - 031 - 42194 - 5_ 7.   [ 18]   A .  S a bovi c ,  M .  A e r nout s ,   D .  S ubot i c ,   J .  F ont a i ne ,  E .  D e   P oor t e r ,  a nd  J .  F a m a e y,  “ T ow a r ds   e n e r gy - a w a r e   t i nyM L   on  b a t t e r y - l e s s   I oT  de vi c e s ,”   I nt e r ne t  of  T hi ngs , vol . 22, 2023, doi :  10.1016/ j .i ot .2023.100736.   [ 19]   K .  K .  D ur u,  C .  K a r r a ,  P .  V e nka t a c ha l a m ,  S .  A .  B e t ha ,  A .  A .   M a dha va n,  a n d  S .  K a l l ur i ,  “ C r i t i c a l   i ns i ght s   i nt o  f a s t   c ha r gi ng   t e c hni que s   f or   l i t hi um - i on  ba t t e r i e s   i n  e l e c t r i c   ve hi c l e s ,”   I E E E   T r ans ac t i ons   o n  D e v i c e   and  M at e r i al s   R e l i abi l i t y ,  vol .  21,  no.  1 ,   pp. 137 – 152, 2021, doi :  10.1109/ T D M R .2021.3051840.   [ 20]   R .  D e na t ha y a l a n,  M .   V e nka t e s hkum a r ,  a nd   C .  L .  K uppu s a m y,  “ D r i vi ng  r a nge   e s t i m a t i on  us i ng  A M R I T   f or   pr ognos t i c s   m ode l   of   e l e c t r i c   ve hi c l e s ,”   2023  I nnov at i ons   i n  P ow e r   and  A dv anc e d  C om put i ng  T e c hnol ogi e s ,  i - P A C T   2023 ,  2023,  doi :   10.1109/ I - P A C T 58649.2023.10434455.   [ 21]   P .  S oni   a nd  I .  K a r uppa s a m y,  “ P e r f or m a nc e   a na l ys i s   of   a   48   V   ba t t e r y  pa c k   us i ng  S oC   e s t i m a t i on  a nd   c e l l   ba l a n c i ng  f or   e l e c t r i c   ve hi c l e ,”   2023  I E E E   8t h  I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   f or   C onv e r g e nc e   i n  T e c hnol ogy   ( I 2C T ) ,  2023,  pp.  1 - 6,  doi :   10.1109/ I 2C T 57861.2023.10126257.   [ 22]   T .  M .  S hubha m ,  M .  V e nka t e s hkum a r ,  a nd  C .  S .  C hi n,  “ C om pa r a t i ve   s t udy   of   S P S   a nd  D P S   c ont r ol l e d  D A B - ba s e d  D C - D C   c onve r t e r   f or   E V   c ha r gi ng,”   2023   I nnov at i ons   i n  P ow e r   and  A dv anc e d  C om put i ng  T e c hnol ogi e s   ( i - P A C T ) ,   2023,   pp.  1 - 5,   doi :   10.1109/ I - P A C T 58649.2023.10434628.   [ 23]   P .  V .  C hom bo  a nd  Y .  L a oonua l ,  “ A   r e vi e w   of   s a f e t y  s t r a t e gi e s   of   a   Li - i on   ba t t e r y,”   J our nal   of   P ow e r   Sour c e s ,  vol .  478,  2020,   doi :  10.1016/ j .j pow s our .2020.228649.   [ 24]   M .  B o s e l l o,  C .  F a l c om e r ,  C .  R os s i ,  a nd  G .   P a u,  “ T o  c ha r ge   or   t o  s e l l ?   E V   p a c k  us e f ul   l i f e   e s t i m a t i on  vi a   L S T M s ,  C N N s ,   a nd   a ut oe nc ode r s ,”   E ne r gi e s , vol . 16, no. 6, 2023, doi :  10.3390/ e n16062837.   [ 25]   C .  R . - M a ya ,  F .  G . - C a r a z a s ,  F .  H . - B a r a j a s ,  C .  P . - R odr i gue z ,  a nd  O .  U . - M a nc o ,  “ R e m a i ni ng  us e f ul   l i f e   pr e di c t i on  of   l i t hi um - i on  ba t t e r y us i ng I C C - C N N - L S T M  m e t hodol ogy,”   E ne r gi e s , vol . 16, no. 20, 2023, doi :  10.3390/ e n16207081.   [ 26]   S .  J a f a r i   a nd  Y .  C .  B yun,   “ A   C N N - G R U   a ppr oa c h  t o  t he   a c c ur a t e   pr e di c t i on   of   ba t t e r i e s ’   r e m a i ni ng  us e f ul   l i f e   f r om   c ha r gi ng   pr of i l e s ,”   C om put e r s , vol . 12, no. 11, 2023, doi :  10.3390/ c om put e r s 12110219.   [ 27]   S .  J a f a r i   a nd  Y .  C .  B yun,  “ O pt i m i z i ng  b a t t e r y  R U L   pr e di c t i on  of   l i t hi um - i on  ba t t e r i e s   ba s e d  on   ha r r i s   ha w k  opt i m i z a t i o n   a ppr oa c h  us i ng  r a ndom   f or e s t   a nd  L i ght G B M ,”   I E E E   A c c e s s ,  vol .  11,   pp.  87034 – 87046,  2023 ,     doi :  10.1109/ A C C E S S .2023.3304699.   [ 28]   S .  Z ha o,  C .  Z ha ng,  a nd  Y .  W a ng,   “ L i t hi um - i on  ba t t e r y  c a pa c i t y  a nd  r e m a i ni ng   us e f ul   l i f e   pr e di c t i on  us i ng  boa r d  l e a r ni ng  s y s t e m   a nd l ong s hor t - t e r m  m e m or y ne ur a l  ne t w or k,”   J our nal  of  E ne r gy  St or age , vol . 52, 2022, doi :  10.1016/ j .e s t .2022.104901.   [ 29]   H .  E .  B e ndi b,  M .  B a hr i ,  M .  B oum e hr a z ,   A .  M a l l e m ,  a nd  M .  H a m z i ,  “ I m pl e m e nt a t i on  of   a   ne w   ve r s a t i l e   bi o - pot e nt i a l   m e a s ur e m e nt  s y s t e m ,”   J our nal  of  C i r c ui t s , Sy s t e m s  and C om put e r s , vol . 32, no . 8, 2023, doi :  10.1142/ S 0218126623501281.       B I O G R A P H I E S   OF   A U T H O R S       Dr.   Kamaraj  Lalitha  Nisha          is   currently   working   as   an   Assistant   Profes sor   in   the   Department   of   ECE   at   Amrita   University   Kollam.   She   received   her   Ph . D .   from   the   National   Institut e   of   Technology   Calicut,   India,   in   biomedical   image   processin g.   Her   research   interests   include   I o T,   embedded   systems,   medical   image   processing,   patter n   recognition ,   computer   vision,   and   machine   learning .   She   has   participated   in   several   proje cts   on   signal   and   image   processing,   neural   networks,   machine   learning,   and   convolut ional   n eural   networks .   She   has     5   internationa l   journals,   several   national/international   conference   pu blications,   and   a   patent   applicati on   filed   based   on   her   research   work.   Sh e  can  be   contacted  at  email:   nishaklshaji@ gmail.com .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.