I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.  15 ,   No .   2 ,   J u ly   20 26 ,   p p .   350 ~ 3 63   I SS N:  2089 - 4864 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es . v 1 5 . i 2 . pp 3 5 0 - 3 63          350     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m   lo w - co st edge - AI  s m a r f lo o m a using   m ulti - po i nt  forc sens o rs for real - ti m e  f a ll de tec tion  a nd elderly sa fe ty       Sa ha po ng   So m w o ng 1 ,   Cha t re H o m k h iew 2 ,   T ha nw it   Na em s a i 3 At hiro t   M a no 4   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   P r i n c e   o f   S o n g k l a   U n i v e r si t y ,   H a t   Y a i T h a i l a n d   2 D e p a r t me n t   o f   I n d u s t r i a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   R a j a ma n g a l a   U n i v e r si t y   o f   Te c h n o l o g y   S r i v i j a y a ,   S o n g k h l a ,   T h a i l a n d   3 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   R a j a ma n g a l a   U n i v e r si t y   o f   Te c h n o l o g y   S r i v i j a y a ,   S o n g k h l a ,   T h a i l a n d   4 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   R a j a m a n g a l a   U n i v e r si t y   o f   T e c h n o l o g y   S r i v i j a y a ,   S o n g k h l a ,   T h a i l a n d       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   2 1 ,   2 0 2 5   R ev i s ed   Ma r   2 4 ,   2 0 2 6   A cc ep ted   Ma y   3 1 ,   2 0 2 6       T h is  stu d y   d e sc rib e th e   c re a ti o n   o f   a   sm a rt  f lo o m a (S F M th a in teg ra tes   e d g e - b a se d   a rti f icia in telli g e n c e   ( AI )   p ro c e ss in g   o n   a n   e m b e d d e d   s y ste m   to   id e n ti f y   m o v e m e n ts  su c h   a sta n d i n g ,   sitt in g ,   a n d   f a ll in g   to   im p ro v e   th e   sa f e t y   o f   th e   e l d e rly .   T h e   d e sig n   i n c o r p o ra tes   n in e   f o rc e   se n siti v e   re sisto ( F S R)   se n so rs,  a n   ES P 3 2   m icro c o n tr o ll e r,   a n d   a   m u lt i - c las su p p o r v e c to m a c h in e   ( S V M )   a lg o rit h m   to   a n a ly z e   th e   se n so d a ta  i n   re a ti m e   o lo n g - ti m e   imm o b il it y   d e tec ti o n ,   t h e   d e v ice   w il a u to m a ti c a ll y   s w it c h   o n   a n d   a c ti v a te  a lar m to   a lert  tele - c a re g iv e r a n d   h e lp e rs  v ia  T e le g ra m   Bo n o ti f ica ti o n s,  in d ica to li g h ts,  a n d   s p e a k e rs  f o imm e d iate   re sp o n se s.  Ex p e rime n tal  re su lt d e m o n stra ted   th a t h e   c las sif ica ti o n   a c c u ra c y   wa 9 3 . 3 3 %   in   m o d e e v a lu a ti o n   a n d   8 8 . 3 3 %   o n   t h e   e m b e d d e d   p lat f o r m ,   re sp e c ti v e l y ,   w it h   a n   F 1 - sc o re   o f   0 . 8 2 - 0 . 8 3   a n d   a n   u tt e rly   p e rf e c f a ll   e v e n d e tec ti o n   ( 1 0 0 % ).   Da ta  a re   a u t o m a ti c a ll y   lo g g e d   in   G o o g le  S h e e ts  th ro u g h   W i - F f o tren d   a n a ly sis  a n d   h e a lt h   m o n it o rin g .   T h e   p r o p o se d   S F M   is   lo w - c o st,  f o ld a b le,  p o rta b le,  a n d   c a p a b le  o f   su p p o rti n g   re a l - ti m e   m o n it o ri n g   a n d   p r o a c ti v e   sa fe t y   m a n a g e m e n in   t h e   e ld e rly .   T h is  in n o v a ti o n   c o n tri b u tes   to   th e   d e v e lo p m e n o f   s m a rt  h o m e   h e a lt h c a re   sy ste m s a n d   is i n   li n e   w it h   th e   g o a o f   a c h iev in g   a   b e tt e r   q u a l it y   o li f e .   K ey w o r d s :   E d g e - ar ti f icial  i n tell ig e n ce   E ld er ly   m o n i to r in g   Fall  d etec tio n   I n ter n et  o f   t h i n g s   h ea lth ca r e   S m ar f lo o r   m at   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sah ap o n g   So m w o n g   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   E n g i n ee r in g ,   Fac u lt y   o f   E n g i n ee r in g ,   P r in ce   o f   So n g k la  Un i v er s i t y   Hat  Yai  Dis tr ict,   So n g k h la  9 0 1 1 0 ,   T h ailan d   E m ail:  s a h ap o n g . s @ p s u . ac . th       1.   I NT RO D UCT I O N   T h W o r l d   Hea lth   Or g a n izati o n   ( W HO)   r ep o r ts   th at  p eo p le   ag ed   6 5   an d   o v er   h av 2 8 - 3 5 r is k   o f   f alli n g ,   in cr ea s in g   to   3 2 - 4 2 f o r   th o s e   ag ed   7 0   an d   o v er .   As  r es u lt,  f all s   i n   o ld er   ad u lts   ar g lo b al  h ea lt h   p r o b lem   th at  s i g n i f ica n tl y   i m p ac ts   q u alit y   o f   li f an d   t h ab ilit y   to   p er f o r m   d ail y   ac ti v it ies .   T h in cid en ce   o f   f alls   is   3 0 5 0 in   t h co m m u n it y   an d   a s   h i g h   as  4 0 i n   n u r s in g   h o m es  [ 1 ] .   P r ev io u s   r e s ea r ch   s u g g es ts   t h at  f alls   a n d   r elate d   in j u r ies  ar e   m aj o r   co n tr ib u to r   to   th d e clin in   p h y s ical  f u n ctio n   [ 2 ] .   I n   T h ailan d ,   th Dep ar t m en o f   Dis ea s C o n tr o s tates  t h at  ap p r o x i m atel y   o n in   t h r ee   o ld er   ad u lts ,   o r   ap p r o x im a tel y   f o u r   m illi o n   p eo p le,   ex p er ien ce   f al ls   ea ch   y ea r ,   w it h   2 0 o f   t h ese  in j u r ies  r e s u l tin g   i n   d is ab ilit y   o r   d ea th .   T h is   n ec es s itates  i m p r o v e m e n t s   in   en v ir o n m e n tal  s a f et y ,   p r o m o ti o n   o f   ex er cise  to   im p r o v s tr en g t h   an d   b alan ce ,   an d   h ea lth   as s es s m e n t s   to   ad d r ess   r i s k   f ac to r s   [ 3 ] .   Falls   ar e   o f ten   ca u s ed   b y   b o th   in ter n a f ac t o r s ,   s u ch   as  m u s cle   w a s ti n g .   Fall s   ar o f ten   ca u s ed   b y   b o th   in tr in s ic  f ac to r s ,   s u c h   as  m u s cle  w as tin g ,   d em en tia,   an d   ch r o n ic   co n d itio n s ,   a n d   ex tr in s ic  f ac to r s ,   s u c h   as  u n e v en   s u r f ac es  o r   in s u f f icien lig h ti n g   [ 4 ] .   T h ar ea   n ea r   th b ed   is   co n s id er ed   h i g h - r i s k   ar ea   f o r   f alls   in   th e ld er l y .   T h is   i s   b ec au s tr a n s i tio n i n g   f r o m   l y in g   d o w n   to   s tan d i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       A   lo w - co s t e d g e - A I   s ma r t flo o r   ma t u s in g   mu lti - p o in t fo r ce   s en s o r s   fo r   r ea l - time   …  ( S a h a p o n g   S o mw o n g )   351   r eq u ir es  m u s cle  s tab ilit y   a n d   b alan ce ,   w h ic h   ca n   b ch al len g in g   w i th o u ap p r o p r iat s u p p o r d ev ices.   T h er ef o r e,   th d ev elo p m e n o f   ass i s ti v tech n o lo g ie s ,   s u c h   as  s m ar m ats  o r   f o r ce - s e n s in g   f lo o r   s y s te m s ,   is   cr u cial  to   d etec t,   p r ev en t,  an d   r ed u ce   th s ev er it y   o f   f al ls .   Su ch   tech n o lo g ies  ca n   s i g n if ican tl y   i m p r o v s a f et y ,   p r o m o te  in d ep en d en ce ,   a n d   im p r o v th q u alit y   o f   li f o f   th eld er ly .   C u r r en tl y ,   s en s o r   tech n o lo g y   p la y s   k e y   r o le  in   in tell ig e n elec tr o n ic  s y s te m s ,   p ar ticu lar l y   in   h u m a n   b eh av io r   m o n ito r i n g   a n d   an al y s is   [ 5 ] .   Fo r ce   s en s o r s   h av r ec ei v ed   s i g n i f ica n atte n tio n   i n   h ea lt h   r esear ch   d u t o   th eir   ab ilit y   to   co n ti n u o u s l y   d etec an d   as s es s   m o v e m e n p atter n s ,   w h ic h   ar u s ef u f o r   p r ed ictin g   p o ten tial   h ea lth   co n d itio n s   in   ad v an ce   [ 6 ] [ 7 ] .   I n teg r atin g   s en s o r   tech n o lo g y   w i th   t h in t er n et  o f   th i n g s   ( I o T )   an d   d ee p   lear n in g   d ata  p r o ce s s in g   h as  en h a n ce d   r ea l - ti m e   h ea lt h   m o n ito r i n g   f o r   t h eld e r l y   [ 8 ] [ 1 1 ] .   Dev ices  s u ch   as  t h E SP 3 2 ,   R asp b er r y   P i,  an d   A r d u i n o   h av e   b ee n   u s ed   to   tr an s m it  h ea lth   in f o r m atio n   to   ca r eg i v er s   i n   ti m el y   m an n er   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] .   Fu r th er m o r e,   th ap p licatio n   o f   I o T   tech n o lo g y   co m b in ed   w it h   ar tif icial  in telli g en ce   ( A I )   h as  in cr ea s ed   th ac cu r ac y   o f   h ea lth   d ata  an al y s is ,   s u p p o r ted   p r o ac tiv m ed ical  d ec is io n - m ak i n g ,   an d   en ab led   e ar l y   d etec tio n   o f   r is k   f ac to r s   [ 1 4 ] [ 1 6 ] .   C u r r en r esear ch   f o cu s e s   o n   d ev elo p in g   f all  d etec tio n   an d   b eh av io r   tr ac k i n g   s y s te m s   f o r   th eld er ly   u s i n g   ad v an ce d   s e n s o r   an d   d ata  p r o ce s s in g   tech n o lo g ie s   to   in cr ea s d etec tio n   ac cu r ac y   a n d   r ed u ce   f alse a lar m   r ates.  E m p lo y ed   tech n o lo g ie s   in cl u d f o r ce   s en s o r s ,   ac ce ler o m e ter s ,   s m ar f lo o r   s y s te m s ,   I o T   p latf o r m s ,   an d   A I   [ 1 7 ] [ 1 9 ] .   Fo r ce   s en s o r s   an d   ac ce ler o m eter s   h a v b ec o m p o p u lar   d u to   th eir   ab ilit y   to   ef f icie n tl y   d etec t   ab n o r m al  m o v e m e n ts .   Fo r   ex a m p le,   A l - Da h an   et  a l [ 1 7 ]   u s ed   an   MP U6 0 5 0   s en s o r   co u p l ed   w it h   a n   A r d u i n o   m icr o co n tr o ller   to   m ea s u r c h an g e s   in   o r ien ta tio n   an d   ac ce l er atio n ,   w h ile  Z ito u n i   et  a l .   [ 1 8 ]   an d   L et  a l [ 1 9 ]   d ev elo p ed   a   s m ar f lo o r   s y s te m   eq u ip p ed   w it h   f o r ce   s en s o r s   to   au to m at icall y   clas s i f y   eld er l y   b eh av io r .   T h is   s ig n i f ica n tl y   i m p r o v es  t h ac c u r ac y   o f   f all  d etec tio n .   Mi n v i elle   et  a l .   [ 2 0 ]   an d   Fen g   e a l [2 1]   ex ten d ed   th i s   ap p r o ac h   b y   u s in g   n et w o r k   o f   g r o u n d - b ased   s e n s o r s   to   ac cu r atel y   d etec t t h lo ca tio n   o f   f alls .   I n   AI L u   et  a l .   [ 2 2 ]   w o r k   u s ed   3D - co n v o lu tio n al  n eu r al  n et wo r k s   ( C NN )   a n d   lo n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   ( L ST M )   m o d els to   a n al y ze   v i d eo   t o   d is tin g u i s h   f alls   f r o m   n o r m al   m o tio n ,   w h ile  C h an   e t a l .   [ 2 3 ]   ap p lied   d ee p   n eu r al  n e t w o r k s   ( DNN s )   to   p r o ce s s   d ata  f r o m   f o r ce   an d   ac c eler atio n   s en s o r s .   Fu r th er m o r e,   W an g   et  a l [ 2 4 ]   u s ed   co m p u ter   v is io n   tech n iq u es to   d etec t f alls   f r o m   ca m er i m a g es,  an d   I b r ah i m   et  a l.   [ 2 5 ]   d ev elo p ed   a   b o d y   an g le   an al y s is   a lg o r it h m   to   r ed u ce   th e   f al s alar m   r ate.   An o th er   li n o f   r esear ch   f o cu s es   o n   m o n ito r i n g   s leep   b eh av io r .   Usi n g   f o r ce ,   s tr ain ,   a n d   v ib r atio n   s e n s o r s ,   f o r   ex a m p le,   Sch r e m p f   et   a l [ 2 6 ]   an d   W altis b er g   et  a l .   [ 7 ]   u s ed   f o r ce   s e n s o r s   e m b ed d ed   in   b ed s   to   d etec s leep   b eh a v io r   in   r ea l   ti m e.   K u tile k   et   a l .   [ 2 7 ]   d ev elo p ed   s tr ai n   s en s o r   f o r   an al y zin g   p atie n m o v e m e n t ,   an d   Ha m za   et  a l .   [ 2 8 ]   u s ed   v ib r atio n   s e n s o r s   co m b in ed   w i th   m ac h i n lear n in g   tec h n iq u es  to   class if y   m o v e m e n b eh a v io r .   I n   I o T   tech n o lo g y ,   au to m ated   d etec tio n   an d   aler tin g   s y s te m s   h av e   b ee n   u s ed   to   m o n ito r   th e   b eh a v io r   o f   t h eld er l y .   Fo r   ex a m p le ,   Sar a n an   an d   C h ai y ab u [ 2 9 ]   u s ed   in f r ar ed   s en s o r s   to   d etec f alls   in   h i g h - r i s k   ar ea s .   Na m k h u n   et  a l .   [ 3 0 ]   u s ed   w ir el ess   s en s o r s   to   m o n i to r   b ed   g etti n g   o u t,  w h ile  C o cc o n ce ll et  a l .   [ 3 1 ]   d ev elo p e d   an   I o T - in teg r ated   s m ar f lo o r   s y s te m   to   m ea s u r u s er   w ei g h t a n d   m o v e m en t.    Fro m   liter atu r r ev ie w   r ev ea led   th at  cu r r en r esear c h   tr en d s   f o cu s   o n   t h ap p licatio n   o f   A I ,   m ac h i n e   lear n in g   ( M L ) ,   an d   ed g co m p u ti n g   to   en h a n ce   r ea l - ti m d ata  an al y s is   a n d   r ed u ce   t h r esp o n s ti m o f   au to m ated   aler s y s te m s .   R es ea r ch er s   h av t h er ef o r d ev elo p ed   s y s te m   to   s u p p o r d ai l y   liv i n g   at  h o m e ,   s p ec if icall y   s m ar f lo o r s   o r   m ats  th at  r esp o n d   to   th b eh a v i o r   an d   n ee d s   o f   ea ch   eld er l y   p er s o n .   Su c h   s y s te m s   h elp   r ed u ce   h ea lt h   r is k s ,   in cr e ase  s af et y   d u r i n g   m o v e m e n t,  a n d   s h o r ten   r esp o n s ti m es to   em er g e n cies  s u c h   as   f alls   o r   s u d d en   f all s ,   v ia  r ea l - ti m aler ts   to   ca r eg iv er s .   T h is   s ig n i f ica n tl y   i m p r o v e s   th q u al it y   o f   lif an d   o v er al l   ef f icien c y   o f   eld er l y   ca r e.   T h is   r esear ch   d if f er s   f r o m   p r ev io u s   s tu d ie s   th at  p r i m ar il y   f o cu s   o n   ca m er a - b ased   o r   w ea r a b le  s en s o r s   f o r   f all  d etec tio n   b y   p r esen t i n g   co s t - ef f ec t iv e,   f o ld ab le  s m ar f lo o r   m a ( SF M)   th at  i n teg r ate s   n i n f o r ce   s en s iti v r esi s to r   ( FSR )   s en s o r s   an d   e m b ed d ed   A I   p r o ce s s i n g   s u p p o r v ec to r   m ac h in e   ( S VM )   d ir ec tl y   o n   th e   E SP 3 2   m icr o co n tr o ller .   T h is   ed g e - AI   ap p r o ac h   r ed u ce s   r elian ce   o n   clo u d ,   en s u r in g   lo w   lat en c y ,   h ig h   p r iv ac y ,   an d   r ea l - ti m r e s p o n s e.   F u r t h er m o r e,   th i n te g r atio n   o f   I o T   aler ts   ( T eleg r a m   B o A P I )   an d   au to m atic  clo u d   d ata  lo g g i n g   ( Go o g le   S h ee ts )   en ab les  co n ti n u o u s   b e h av io r   tr ac k in g ,   w h ic h   i s   e s s e n tial   f o r   d ev elo p in g   a   s ca lab le,   in telli g e n t e ld er l y   s a f et y   s y s te m .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 . 1   Sy s t em s   o v er v iew   T h is   r esear ch   is   t h d ev elo p m en o f   f o ld ab le  s m ar f lo o r   p late,   w h ic h   i n teg r ate s   n i n F S R   s e n s o r s   an d   e m b ed d ed   A I   p r o ce s s in g   SVM  d ir ec tl y   o n   th E SP 3 2   m icr o co n tr o ller .   I ca n   d etec m o v e m e n b eh av io r   an d   d etec f al ls ,   s itti n g ,   o r   s ta n d in g   i n   t h s a m e   p o s itio n   f o r   a n   ab n o r m a ll y   lo n g   ti m e,   w h ic h   m a y   b ca u s ed   b y   m u s cle  s tr ai n .   T h s y s te m   w il p r o v id an   au d ib le  aler an d   s en d   n o ti f icatio n   to   th ca r e g iv er 's  s m ar tp h o n e   v ia  th I n ter n et  s o   th at  t h eld er l y   ca n   r ec eiv t i m e l y   as s is ta n ce .   T h o v er all  s y s te m   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u l y   202 6 350 - 3 6 3   352       Fig u r e   1 .   S y s te m   o v er v ie w       T h SF f o r   th eld er l y   i s   d es ig n ed   to   d etec t,  an al y ze   an d   al er ab o u p o ten tiall y   d an g er o u s   b eh av io r s   in   r ea l ti m e.   I w o r k s   th r o u g h   t h r ee   m ai n   p ar ts i )   r u b b er   f lo o r   m at  w it h   FS R   s e n s o r ,   ii )   a   co n tr o l u n it u s i n g   E SP 3 2   to   p r o ce s s   d ata  w it h   ML   alg o r it h m ,   an d   iii )   d is p la y   an d   aler t s y s te m   v ia  d is p la y ,   T eleg r am   B o t A P I   an d   w ar n i n g   s ig n al,   as  s h o w n   in   Fi g u r e   2 .           Fig u r 2 .   S y s te m   d ia g r a m       T h SF d etec ts   th f o r ce   g e n er ated   b y   m o v e m e n t.  I n s id th m a ar n in 1 . 5 - i n ch   F S R   s en s o r s ,   w h ic h   ar r esis ta n ce   s e n s o r s   t h at  ca n   ch a n g t h eir   elec tr ical  v alu d ep en d in g   o n   t h f o r ce   ap p lied .   T h ese  s en s o r s   ar p o s itio n ed   in   s tr ate g ic  lo c atio n s   o n   t h r u b b er   f lo o r   m a to   m ea s u r th e   f o r ce   g en er a ted   w h e n   s ta n d i n g ,   s itti n g ,   o r   f alli n g .   T h d etec ted   v alu es a r s e n t to   th co n tr o l   u n it.  T h co n tr o l u n it th e n   co l lects,  an al y ze s ,   an d   p r o ce s s es  th e   d ata  r ec eiv ed   f r o m   t h FS R   s e n s o r s   u s in g   AI   al g o r ith m s   o n   t h E S P 3 2 ,   th m ain   p r o ce s s o r .   I ca n   an al y ze   m o v e m en t   b eh a v io r s   s u c h   as  s itt in g ,   s ta n d i n g ,   o r   f al lin g ,   an d   d etec t b e h av io r s   t h at   m a y   b s i g n s   o f   an   e m er g e n c y ,   s u c h   as  f alli n g   w i th o u co n ti n u o u s   m o v e m e n o r   ab n o r m al  w eig h b ea r in g .   T h co n tr o u n it  t h en   s en d s   t h d ata  to   d is p la y   an d   n o tif ica tio n   s y s te m   v ia  w ir e less   n et w o r k .   T h is   s y s te m   i s   in s talled   n e x t o   th b ed   to   d etec th m o v e m en o f   th eld er l y   p er s o n   a s   th e y   g et  o u t   o f   b ed .   W h en   th eld er ly   p er s o n   ch an g es  f r o m   l y in g   d o w n   to   s tan d in g ,   th e ir   b o d y   m u s a d j u s to   im m ed iatel y   s u p p l y   b lo o d   to   th b r ain .   I f   th cir cu lato r y   s y s te m   d o es  n o r esp o n d   w ell,   b lo o d   w ill  f l o w   d o w n   t h le g s ,   te m p o r ar il y   r ed u ci n g   b lo o d   f lo w   to   th b r ai n ,   p o ten tiall y   ca u s in g   d izzi n es s   o r   u n co n s cio u s n es s .   T h is   s y s te m   i s   p r o to ty p th at  d etec ts   m o v e m en t b eh av io r   an d   aler ts   w h e n   th s en s o r   d etec ts   f o r ce   f o r   p r o lo n g ed   p er io d .   I t   is   as s u m ed   t h at  t h eld er l y   p er s o n   m a y   f all   to   th e   f lo o r   o r   ex p er ien ce   s p a s ticit y   a n d   b u n ab le  to   m o v w h e n   s tep p in g   o n   th f lo o r .   T h s y s t e m   w ill  s en d   an   alar m   v ia  lo u d s p ea k er ,   b u zz er ,   an d   T eleg r a m   B o ap p licatio n   to   in f o r m   t h eld er l y   ca r eg iv e r   an d   p r o v id ti m el y   as s is tan c e.   T h s y s te m   co n s is t s   o f   r u b b er   f lo o r   m at  w it h   an   FS R   s e n s o r ,   v o ltag co m p ar ato r   cir cu it b o x ,   an d   co n tr o l b o x ,   as sh o w n   i n   Fi g u r 3.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       A   lo w - co s t e d g e - A I   s ma r t flo o r   ma t u s in g   mu lti - p o in t fo r ce   s en s o r s   fo r   r ea l - time   …  ( S a h a p o n g   S o mw o n g )   353   Fig u r 3 ( a)   s h o w s   m o d el  o f   th s y s te m   in s tallatio n ,   co n s i s tin g   o f   p r ess u r e - s e n s iti v r u b b er   p a d   w it h   a n   FS R   s e n s o r ,   p r ess u r co m p ar ato r   cir cu it  b o x ,   an d   m ain   co n tr o b o x .   Fig u r 3 ( b )   s h o w s   th ac t u al  p r o to ty p o f   th d ev elo p ed   s y s te m .   W h e n   an   eld er l y   p er s o n   s tep s   o u o f   b ed ,   th s en s o r   d etec ts   th p r ess u r an d   s en d s   t h d ata  to   th co n t r o u n it  to   an al y ze   t h m o v e m en p atter n .   I f   co n tin u o u s   p r ess u r is   d etec ted   f o r   an   u n u s u all y   lo n g   p er io d ,   th s y s te m   w i ll  s e n d   an   aler s i g n al  v ia  s p ea k er ,   b u zz er ,   a n d   T el eg r a m   B o to   n o tif y   th ca r eg i v er   f o r   ti m el y   a s s i s ta n ce .           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   Stru ct u r al  d esig n : ( a )   s tr u ctu r al  d esi g n   o f   t h p r o p o s ed   s y s te m   a n d   ( b )   p r o to ty p e   o f   th d ev elo p ed   s y s te m       T o   ass e m b le  th SF to   s u p p o r th n in FS R   s e n s o r s ,   w d esig n ed   s tab le  s tr u ctu r an d   ef f icie n t   s ig n al  d etec tio n .   T w o   ca r p et  m ats  w it h   w id th   o f   2 4   cm ,   a   len g t h   o f   1 1 1   cm ,   an d   th ick n es s   o f   3   m m   w er p r ep ar e d   an d   ass e m b led .   T h en ,   th e y   w er d iv id ed   in to   th r ee   eq u al  p ar ts   an d   cu in to   j ig s aw   p u zz l p iece s   f o r   ea s y   co n n ec t io n .   T h r ee   1 . 5 - in ch   F SR   s e n s o r s   w er in s talle d   in   t h ese   p o s itio n s .   I n   ad d iti o n ,   th e   w ir es  w er e   p lace d   in   th ce n ter   o f   t h SF M,   an d   th e y   w er co n n ec ted   t o   th v o ltag co m p ar i s o n   cir c u it  b o x   w it h   6 - p in   p lu g ,   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 4 T h en ,   w p lace d   1   m m   th in   a cr y lic  s h ee o n   t h s en s o r s   to   i m p r o v t h f o r ce   d etec tio n   p er f o r m an ce   o f   th FS R   s en s o r s ,   as th t h i n   ac r y li s h ee h elp s   to   d is tr ib u te  t h f o r ce   ev en l y .           Fig u r 4 .   FS R   s e n s o r   in s talled   o n   r u b b er   f lo o r   m at   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u l y   202 6 350 - 3 6 3   354   T h f o r ce   d ata  d etec ted   b y   th n in FS R   s e n s o r s   i s   tr an s m itte d   to   v o ltag co m p ar ato r   b o x   lo ca ted   at  th e n d   o f   t h SF M,   w h ic h   co n v er t s   t h a n alo g   s i g n al s   f r o m   th s en s o r s   i n to   d ig i tal  s i g n al s .   I n s id th b o x   ar n in e   v o lta g co m p ar ato r s   d e s i g n ed   u s in g   t h I C   L M3 9 3 ,   h i gh - p r ec is io n   v o lta g co m p a r ato r   o p - am p .   T h e   d ig ital  d ata  is   th e n   s en to   p r o ce s s o r   in   th e   co n tr o b o x   to   an al y ze   an d   d etec t h eld er l y 's  m o v e m e n u s in g   ML   al g o r ith m s ,   s u ch   as  ab n o r m al  w ei g h d is tr ib u tio n   o r   p o s s ib le  f a lls .   W h en   s u ch   e v e n ts   ar d etec ted ,   th e   s y s te m   w il s en d   an   alar m   v ia  t h m o n i to r   in ter f ac an d   T eleg r a m   B o A P I   t o   im m ed iatel y   n o tify   t h ca r eg iv er .   T h r esear ch er s   s tu d ied   th r esp o n s b eh av io r   o f   th FS R   s en s o r   w h e n   s u b j ec ted   to   ch an g in g   lo ad s   an d   ev al u ated   t h r elatio n s h ip   b et w ee n   t h f o r ce   a n d   th ADC  s i g n al  le v el  o b tain ed   f r o m   th v o ltag d i v id er   cir cu it.  T h ex p er im e n t s   w er p er f o r m ed   b y   p lacin g   p en d u l u m   w ei g h r an g in g   f r o m   1   to   1 5   k ilo g r a m s   o n   th FS R   s e n s o r   p o s itio n   a n d   m ea s u r in g   t h c h an g i n   t h ADC  s ig n al  to   u n d er s tan d   t h lo w   f o r ce   s en s it iv i t y   a n d   li m ita tio n s   o f   F SR .   T h r esp o n s b e h av io r   o f   th FS R   s e n s o r   f r o m   th r ee   r ep ea ted   ex p er i m en ts   i s   s h o w n   in   Fig u r 5 .           Fig u r 5 .   R elatio n   o f   w e ig h t a n d   lev el  o f   ADC s ig n al       Fig u r 5   s h o w s   t h at  th A D C   v alu d ec r ea s es  w it h   i n cr ea s i n g   w ei g h t,  w it h   n o n li n ea r   r elatio n s h ip   co n s is ten w it h   t h ch ar ac ter i s tic  o f   F SR ,   w h ic h   i s   lo w   s e n s it iv it y   to   f o r ce   an d   s at u r ates  w it h   i n cr ea s i n g   f o r ce .   T h s en s o r s   ca n   d etec t f o r ce s   at  d if f er en t p o s itio n s   an d   co n v er t th r ea d o u ts   in to   1 2 - b it a n alo g   s ig n al s   r an g i n g   f r o m   0   to   4 0 9 5 .   A th p o s itio n   w it h   t h h i g h est  f o r ce ,   th an a lo g   s i g n al  v al u is   t h lo w est,  w h ile  at  t h p o s itio n   w it h o u f o r ce ,   th v al u is   clo s to   th h ig h est  ( 4 0 9 5 ) .   T h is   b eh av io r   r ef lect s   th li m itatio n s   o f   th s tab ilit y   a n d   ac cu r ac y   o f   s i n g le  s en s o r   in   esti m at in g   t h ac tu a f o r ce .   T h er ef o r e,   r esear ch   o n   SF u s es  m u ltip le   m ea s u r e m e n p o in ts   to g e th er   t o   g en er ate  f o r ce   d is tr ib u tio n   p atter n s   in s tead   o f   r ely in g   o n   s in g le  A DC   v alu e.   T h is   d ata  s u p p o r ts   ed g e - A I   p r o ce s s in g   ap p r o ac h es  th at  u s s p atial  an d   te m p o r al  ch ar ac ter is tics   to   in cr ea s th e   ac cu r ac y   o f   d etec ti n g   ev e n ts   s u ch   a s   f all s .     2 . 2 .     M a chine le a rning   m o de ls   dev elo p m ent   a nd   i m ple m e nta t io n   In   th is   r esear c h ,   r esear ch er s   c h o s to   d ev elo p   m u l ticlas s   S VM s   m o d el  f o r   an al y zi n g   th e   m o v e m e n t   b eh av io r   o f   th eld er l y .   T h is   is   b ec au s SVMs  ar m o r s u it ab le  th an   o th er   m ac h in lear n i n g   m o d el s   b ec au s e   th e y   clea r l y   s ep ar ate  i n f o r m ati o n   an d   s u p p o r h i g h - di m e n s io n al  d ata.   T h e y   also   p er f o r m   e f f icie n tl y   e v en   w it h   s m a ll  a m o u n o f   tr ain i n g   d ata,   w h ic h   is   co n s i s te n w i th   th li m ita tio n s   o f   d i f f icu l d ata  co llectio n .   Usi n g   SVMs  al lo w s   f o r   class if y i n g   d if f er en p o s t u r es  in   a   s i n g le  m o d el  w it h o u t   th e   n ee d   to   cr ea t m u ltip le  s ep ar ate  m o d el s ,   s u c h   as  th o n e - vs - o n o r   o n e - vs - r est  m e th o d s   in   s o m al g o r ith m s .   I n   ad d itio n ,   SVMs  ar m o r e   r esis ta n to   o v er f itti n g   t h an   m o d els  s u ch   a s   k - NN  o r   d ec is io n   tr ee s   w h e n   t h d ata  i s   n o is y   o r   co m p le x ,   e n s u r in g   ac cu r ate  an d   r eliab le  b eh a v io r   d etec tio n   in   r ea l - w o r ld   en v ir o n m e n t s .   F u r th er m o r e,   SV Ms  a r less   co m p le x   an d   r eq u ir less   co m p u tin g   r eso u r ce s ,   m a k in g   t h e m   s u itab le  f o r   ap p licatio n   o n   m icr o co n tr o ll er   b o ar d s .   Fig u r e   6   s h o w s   t h e   p r o ce s s   o f   d ev elo p in g   m u lt iclas s   SVMs  m o d el  to   class if y   th r ee   t y p e s   o f   m o v e m en b eh av io r s   i n   th eld er l y : s tan d i n g ,   s itti n g ,   a n d   f alli n g ,   b ased   o n   th v a lu e s   m ea s u r ed   b y   t h F SR   s e n s o r .   Fro m   Fig u r e   6 ,   it  s tar ts   w it h   th d ata  co llectio n   p r o ce s s   to   co llect  d ata  an d   p r e p ar th d ata  to   b e   tr an s f o r m ed   in to   f o r m at  s u itab le  f o r   tr ain in g   th SVMs   m o d el.   T h en ,   th r esu lt s   ar p u in to   th d ata  tr an s f o r m atio n   p r o ce s s   to   co n s id er   th r elatio n s h ip   b et w ee n   th v al u es  m ea s u r ed   b y   t h s en s o r s   an d   t h t y p e   o f   m o v e m e n t.  T h r elatio n s h i p   o b tain ed   f r o m   t h is   p r o ce s s   w il b u s ed   as  d ata  to   cr ea te   an   ML   m o d el  f o r   p r ed ictin g   m o v e m e n i n   th n ex SVMs  m o d ellin g   s tep .   T h r esu lti n g   SVM s   m o d el  w ill  b em b ed d ed   o n   th E SP 3 2   m icr o co n tr o ller   b o ar d   f o r   p r o ce s s in g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       A   lo w - co s t e d g e - A I   s ma r t flo o r   ma t u s in g   mu lti - p o in t fo r ce   s en s o r s   fo r   r ea l - time   …  ( S a h a p o n g   S o mw o n g )   355       Fig u r 6 .   Mu lti - clas s   SVM s   m o d elin g     2 . 2 . 1 .   Da t a   c o llect io n   I n   th is   s tep ,   d ata  w a s   co llected   to   ev alu ate  th p er f o r m a n ce   o f   th s e n s o r s   a n d   r ec o r d   m o v e m en ts .   T h e   th r ee   t y p es  o f   m o v e m e n u s ed   to   co llect  d ata:  s tan d in g ,   s itti n g ,   a n d   f alli n g .   E ac h   ca te g o r y   h as  4 0   s a m p les,  f o r   to tal  o f   1 2 0   s a m p les  a s   s h o w n   i n   Fi g u r 7 .   T h r ed   s q u ar es  in d icate   t h lo ca tio n s   o f   th n i n FS R   s e n s o r s   e m b ed d ed   w it h i n   t h S m ar c ar p et.   Dif f er e n m o v e m e n ts   g en er ate  d if f er en p r ess u r d is t r ib u tio n   p atter n s   o n   th s en s o r   ar r a y ,   w h ich   ar r ec o r d ed   an d   u s ed   as  in p u f o r   tr ai n in g   a n d   e v al u ati n g   th e   p r o p o s ed   ed g e - A I   m o d el .           Fig u r 7 Data   co llectio n   g r o u p       B y   co llec tin g   f o r ce   m ea s u r e m en d ata  f r o m   t h r ee   s en s o r s   i n   t h r ee   p o s tu r es   f r o m   120   test er s ,   th s p atial   d is tr ib u tio n   o f   f o r ce   ac r o s s   t h n i n F SR   s en s o r s   r ev ea led   d if f er en p atter n s   f o r   ea ch   p o s t u r e.   I n   t h s tan d i n g   p o s tu r e,   t w o   s en s o r s   d etec te d   f o r ce ,   w it h   a n   a v er ag ADC  v alu o f   ap p r o x i m ate l y   1527   an d   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   ap p r o x i m a tel y   4 9 5 .   I n   th e   s ta n d in g   p o s t u r e,   b o th   s e n s o r s   p r i m ar il y   r ec ei v f o r ce   f r o m   b o th   f ee t,   r esu lti n g   in   h i g h   f o r ce   d etec tio n .   I n   th s itti n g   p o s tu r e,   th r ee   s en s o r s   d etec ted   f o r ce ,   w h ic h   is   d u to   th w id e   f o r ce   d is tr ib u tio n   in   t h s itti n g   p o s tu r e.   T h av er ag A D C   v a lu e   f r o m   t h s en s o r s   w a s   ap p r o x i m ate l y   2219   an d   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   ap p r o x i m atel y   5 3 7 .   T h is   in d icate s   t h at  in   t h s itti n g   p o s tu r e,   m o r f o r ce   is   d is tr ib u ted   to   th s e n s o r s ,   ea c h   o f   w h ic h   d etec ts   less   f o r ce   th a n   i n   t h s tan d in g   p o s t u r e.   I n   th f all in g   d o w n   p o s t u r e,   t h e   f o r ce   is   d is tr ib u ted   to   m o r th a n   6   s en s o r s   s i m u l tan eo u s l y ,   r es u lti n g   i n   a n   av er a g A DC   v al u o f   ap p r o x im a tel y   2 8 5 6 .   T h is   in d icate s   t h at  ea ch   s en s o r   d etec ts   lo w   f o r ce   co m p ar ed   to   s tan d i n g   an d   s itti n g ,   as  s h o w n   i n   f o r ce   s en s o r   p r o f ile  o f   s ta n d i n g ,   s itti n g   a n d   f all in g   i n   Fi g u r es  8 - 10 ,   r esp ec tiv el y .   T h ese  p h y s ica f ea t u r es  p r o v i d s tr o n g   d is cr i m in a tiv p r o p er ties   f o r   th SV class if ier   a n d   s u p p o r th r o b u s t n es s   o f   th ed g e - AI   m eth o d   f o r   p o s class i f icati o n .   T h is   in f o r m a tio n ,   alo n g   w it h   t h a s s o ciate d   m o tio n   a n n o tatio n s ,   is   u s ed   to   d ev elo p   m at h e m atica m o d el   u s in g   t h SVM  al g o r i th m   f o r   s u b s eq u en t   class i f icatio n .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u l y   202 6 350 - 3 6 3   356           Fig u r 8 Fo r ce   s en s o r   p r o f ile  o f   s ta n d in g   Fig u r 9 .   Fo r ce   s en s o r   p r o f ile  o f   s itti n g           Fig u r 10 Fo r ce   s en s o r   p r o f ile  o f   f alli n g       2 . 2 . 2 .   Da t a   t ra ns f o rm a t io n   I n   th i s   s tep ,   t h A DC   s i g n al  le v els  o b tain ed   f r o m   t h s e n s o r s   w er an a l y ze d   a n d   p r ep ar ed   t o   d ev elo p   m at h e m a tical  m o d el  f o r   clas s if ica tio n   tr ai n i n g .   I w a s   f o u n d   th at  t h p h y s ical  b e h av io r s   o f   s ta n d in g ,   s it tin g ,   an d   f alli n g   o n   th S FM  af f ec te d   th n u m b er   o f   f o r ce   s en s o r s .   E s p ec iall y   in   th s ta n d in g   p o s itio n ,   r eg ar d less   o f   th p o s itio n   o n   th e   SF M,   g e n e r all y   o n l y   1 - 2   s e n s o r s   co u ld   d etec th e   f o r ce .   I n   th e   s it tin g   p o s itio n ,   2 - 3   s en s o r s   w er tr ig g er ed ,   w h i le  in   th ca s o f   f alli n g ,   m o r th a n   3   s en s o r s   r esp o n d e d .   T h er ef o r e,   th A DC   v al u es  r ec o r d ed   f r o m   all  s e n s o r s   u n d er   th ese  c o n d itio n s   w er an al y ze d   to   ca lcu late  th m ea n   a n d   s tan d ar d   d ev iatio n   as d ef i n ed   b y   ( 1 )   an d   ( 2 ) ,   r esp ec tiv el y ,   to   co n s id er   th r elatio n s h ip   b et w ee n   t h s en s o r   ac tiv itie s   an d   th t y p es  o f   mo v e m e n t.  T h r esu lts   ar s h o w n   i n   Fi g u r es   11   an d   12 .     ̅ =   = =   ( 1 )     w h er   is   th n u m b er   o f   s en s o r s .     σ = ( ̅ ) 2  = 1   ( 2 )     w h er e:    is   th v al u o f   ea c h   d ata ̅   is   th a v er ag e   o f   all  d ata ,   a n d   is   th to tal  n u m b er   o f   d at a .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       A   lo w - co s t e d g e - A I   s ma r t flo o r   ma t u s in g   mu lti - p o in t fo r ce   s en s o r s   fo r   r ea l - time   …  ( S a h a p o n g   S o mw o n g )   357           Fig u r 11 .   A v er a g o f   A D C   with   m o v e m en b eh av io r s   Fig u r e   12 .   Stan d ar d   d ev iatio n   o f   th A D C   w it h   m o v e m e n t b eh a v io r s       An al y s i s   o f   t h m ea n   an d   s ta n d ar d   d ev iatio n   o f   A D C   s ig n al   le v els   o b tain ed   f r o m   s en s o r   m ea s u r e m en t s   r ev ea led   th at  t h m ea n   A D C   l ev els  co r r esp o n d in g   to   f alli n g   w er s ig n i f ica n tl y   lo w er   th a n   th o s f o r   s tan d i n g   an d   s itt in g ,   d u e   to   th e   h i g h er   n u m b er   o f   s e n s o r s   d etec ti n g   f o r ce   in   t h l y i n g   p o s itio n   co m p a r ed   to   s tan d in g   a n d   s itti n g .   I n   co n tr ast,  t h m ea n   A D C   le v els  f o r   s ta n d in g   an d   s itti n g   w er r elativ el y   s i m i lar ,   p o s s ib l y   d u to   t h e   s i m ilar   n u m b er   o f   s en s o r s   d etec tin g   f o r ce   in   b o th   ca s es.  Fu r th er m o r e,   w h en   ex a m i n i n g   th e   s tan d ar d   d ev iat io n   o f   A D C   lev el s ,   s tan d i n g   h ad   th h i g h e s s ta n d ar d   d ev iatio n ,   f o llo w ed   b y   s itti n g ,   w h ile  f al lin g   h ad   th lo w e s t   s tan d ar d   d ev iatio n .   T h is   r es u l in d icate s   m o r ev e n   d i s tr i b u tio n   o f   f o r ce   in   s ta n d in g   a n d   m o r u n i f o r m   d is tr ib u tio n   d u r in g   f a lls .   T h er ef o r e,   th r esear ch er s   a n al y ze d   th m ea n   an d   s ta n d ar d   d ev ia tio n   o f   A D C   v al u e s   o b tain ed   f r o m   all  s e n s o r s   to   d eter m i n th eir   r elatio n s h ip   w i t h   m o v e m e n in   t h ca s es  o f   s t an d in g ,   s itti n g ,   an d   f alli n g .   I w a s   f o u n d   th a t th er e   w as a   te n d en c y   to   s i g n i f ica n tl y   d is ti n g u i s h   m o v e m e n t,  as s h o w n   in   F ig u r e   13 .           Fig u r 1 3 .   R elatio n   o f   a v er ag e   an d   s tan d ar d   d ev iatio n   w i th   m o v e m e n b eh a v io r s       2 . 2 . 3 .   Su pp o rt   v ec t o m a chi ne  m o dellin g   Fro m   to tal   o f   1 2 0   s a m p les,  it  is   a   d ata  s et   f o r   lear n i n g   to   cr ea te  m at h e m atica l   m o d el.   T h en ,   th e   d ata  s et  f o r   lear n in g   is   u s ed   to   cr ea te  SVMs  m o d el  u s in g   one - vs - o n ( Ov O) ,   w h ic h   is   u s ed   to   class i f y   3   class e s   o f   d ata:  C las s   1   is   s ta n d in g   b eh av io r ,   C la s s   2   is   s itti n g   b e h av io r ,   an d   C las s   3   is   f a lli n g   b eh av io r .   Fro m   t h SVMs  m o d el,   3   lin ea r   eq u atio n s   ar o b tain ed   f o r   g r o u p in g   ( d ec is io n   b o u n d ar y )   b et w ee n   ea ch   p air   o f   class es,   w h er ea ch   SV Ms e q u atio n   r ep r esen ts   t h g r o u p   b o u n d ar y   b et w ee n   t w o   clas s es  u s i n g   th l in ea r   in   ( 3 ) .     ( 1 , 2 ) =   1 , 1 + 2 , 2 + = 0   ( 3 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u l y   202 6 350 - 3 6 3   358   w h er e :   1 2   ar th w ei g h t s   o f   t h in d ep en d en v ar iab le s   1 , 2 ,     is   th co n s tan ( B ias) ,   t h p o in at  w h ic h   ( 1 , 2 ) =0   is   th g r o u p   li n e ,   an d   t h v alu o f   ( 1 , 2 ) =   tells   w h ic h   s id o f   th g r o u p   lin t h d ata  lies   o n .   F r o m   th lear n in g   d ata  s et  to   c r ea te  m a th e m atica m o d el,   th SVM s   eq u atio n   i s   o b tain ed   as  ( 4 ) - ( 6 ) :        1 :   2 . 061   1 + 1 . 902   2 0 . 432 = 0   ( 4 )        2 :   1 . 627   1 + 0 . 487   2 0 . 803 = 0   ( 5 )        3 :   2 . 128   1 + 0 . 598   2 1 . 084 = 0   ( 6 )     w h er SVM   1 ,   2 ,   an d   3   ar lin ea r   eq u atio n s   th at   d iv id C las s   1   an d   C lass   2 ,   C las s   1   a n d   C lass   3 ,   C lass   2   an d   C las s   3 ,   r esp ec tiv el y .   Fro m   SVM  1 ,   SVM  2 ,   an d   SVM  3 ,   w h e n   th v al u es  o f   1   an d   2   ar s u b s titu ted   in to   all  th r ee   SVMs  eq u atio n s ,   if   t h ca lc u lated   v al u es  ar p o s i tiv e   o r   ze r o ,   th cl ass i f icatio n   a n al y s is   ca n   b p er f o r m ed   as f o llo w s :   I f   SVM  1   is   g r ea ter   th an   o r   eq u al  to   0 ,   it  is   class if ied   as  C la s s   1 if   it  is   less   th an   0 ,   it  is   class i f ied   as  C lass   2 .   T h s a m ap p lies   to   th v al u e s   ca lcu lated   f o r   SVM  2   an d   SV 3 .   W h en   m u ltip le  SVM s   eq u atio n s   ar u s ed ,   w co m p ar th v alu es  o f   ea ch   f u n ctio n   to   d eter m i n w h ic h   class   th d ata  f alls   in to   u s i n g   v o tin g   m eth o d .   T h r esu lts   o f   th an al y s i s   f r o m   all  th r ee   eq u atio n s   ar u s ed   to   d eter m in t h n u m b er   o f   clu s t er in g   r es u lt s .     I f   SVM  1   id en ti f ies a s   C la s s   1 ,   SVM  2   id en tif ie s   as C lass   1 ,   co n clu d i n g   t h at  t h d ata  ch o o s es C las s   1 .     I f   SVM  1   id en ti f ies a s   C la s s   2 ,   SVM  3   id en tif ie s   as C lass   2 ,   co n clu d i n g   t h at  t h d ata  ch o o s es C las s   2 .     I f   SVM  2   id en ti f ies a s   C la s s   3 ,   SVM  3   id en tif ie s   as C lass   3 ,   co n clu d i n g   t h at  t h d ata  ch o o s es C las s   3 .   T h er ef o r e,   th r esear ch er   u s ed   th eq u atio n s   an d   co n d itio n s   f o r   class   class if ica tio n   to   w r ite  p r o g r am   o n   E SP 3 2   to   class if y   d ata  in   r e al  ti m u s i n g   C /C ++   la n g u a g ( A r d u i n o   I DE   an d   E SP - I DF)   a n d   u s ed   t h e   Vo ti n g   Me th o d   to   s elec t th f i n al  clas s   w h ic h   is   t h e n d   o f   th p r ed ictio n .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   I n   th is   s ec t io n ,   th r esear ch   p r esen ts   th ex p er i m en ta r esu lt s   an d   s y s te m atica ll y   an al y ze s   t h e   p er f o r m a n ce   o f   t h s y s te m .   I s tar ts   w it h   ev al u ati n g   t h S VM   m o d el  in   m o tio n   class if i ca tio n   to   r ef lect  it s   ac cu r ac y   o n   th tr ain in g   d ata.   T h en ,   th r esu lts   o f   t h r ea l s y s te m   tes tin g   ar p r esen ted ,   d iv id ed   in to   tw o   p ar ts i )   th p r ed ictio n   p er f o r m an ce   o f   th m o d el  an d   ii )   th ex p er im en tal  r esu lt s   o f   th r ea s y s te m   p r ed ictio n ,   w h ich   s h o w   t h s y s te m   r esp o n s to   a b n o r m al  ev e n ts   a n d   co llect  b eh av io r al  d ata  f o r   r etr o s p ec tiv an al y s is .     3 . 1 .     P re dict iv e   perf o r m a nce   o f   m o del   Af ter   o b tain i n g   SVM s   m o d el  f o r   class i f y i n g   th m o v e m en b eh av io r   o f   th eld er l y   at  3   lev els,   n a m e l y ,   s ta n d in g ,   s itti n g   an d   f alli n g ,   i n   th i s   m et h o d ,   th ef f icie n c y   o f   t h m o d el  is   test e d   w i th   4 5   s a m p les,   d iv id ed   in to   1 5   s a m p les   p er   l ev el,   w it h   th e   test   r esu lts   a s   s h o w n   in   Fi g u r e   14   a n d   t h r e s u lt s   o f   t h m o d el  ef f icien c y   a n al y s is   u s in g   co n f u s io n   m atr i x   as  s h o w n   in   T ab le  1 .           Fig u r 1 4 .   P r e d ictiv p er f o r m an ce   o f   SVM s   m u lt i - cla s s   m o d el     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       A   lo w - co s t e d g e - A I   s ma r t flo o r   ma t u s in g   mu lti - p o in t fo r ce   s en s o r s   fo r   r ea l - time   …  ( S a h a p o n g   S o mw o n g )   359   T ab le  1 .   C o n f u s io n   m atr i x   o f   SVMs  m u lti - clas s   m o d el   A c t u a l \ p r e d i c t e d   S t a n d i n g   S i t t i n g   F a l l i n g   S t a n d i n g   13   2   0     S i t t i n g   1   14   0     F a l l i n g   0     0     15       Fro m   th is   m atr ix ,   co m p ar is o n   b et w ee n   t h ac tu al  an d   p r ed icted   class es  o f   th m o d el  is   s h o w n   to   ev alu a te  its   ab ilit y   to   class i f y   t h th r ee   ca teg o r ies,  n a m el y ,   s tan d i n g ,   s it tin g ,   an d   f allin g .   T h m o d el   d em o n s tr ate s   h i g h   p er f o r m a n ce   w it h   an   o v er all  ac cu r ac y   o f   ap p r o x im ate l y   9 3 . 3 3 %.  T h an al y s i s   o f   th e   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e   o f   th co n f u s io n   m atr i x   is   s h o w n   i n   T ab le  2 .       T ab le  2 .   R esu lts   o f   co n f u s io n   m atr i x   an al y s i s   C l a ss   P r e c i si o n   R e c a l l   F1 - sco r e   S t a n d i n g   0 . 9 2 8 6   0 . 8 6 6 7   0 . 8 9 6 8   S i t t i n g   0 . 8 7 5 0   0 . 9 3 3 3   0 . 9 0 3 5   F a l l i n g   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0       Fro m   th tab le,   th m o d el ' s   F 1 - s co r in   all  clas s es  e x ce ed s   0 . 8 9 ,   w h ic h   i s   co n s id er ed   an   ac ce p tab le   lev el  f o r   ac ti v it y   r ec o g n itio n   r esear ch .   T h d ep r ess ed   clas s   h as  p er f ec p r ec is io n   a n d   r ec all  o f   1 . 0 ,   w h ic h   is   o f   g r ea ac ad e m ic  s i g n if ican ce   i n   th ca s o f   d etec tin g   cr itical  ev en ts   ( e. g . ,   f al ls ) .   T h s tan d in g   class   an d   t h s itti n g   class   h a v s i m ilar   le v els  o f   p r ec is io n   an d   r ec all,   in d icati n g   th at  th m o d el  i s   n o b iased   to w ar d s   an y   o f   t h e   class es.     3 . 2   E x peri m ent a l r esu lt   o n pre dict ing   o f   i m ple m e nte d s y s t e m   3 . 2 . 1 .   P re dict iv perf o rm a nc o f   i m ple m ent a t io n sy s t e m   I n   th i s   s tep ,   th m u l ti - c lass   S VM s   m at h e m atica m o d el  is   em b ed d ed   in   t h E SP 3 2   m icr o co n tr o ller   to   p r o ce s s   th m o tio n   an al y s is   i n   r ea l - w o r ld   ap p licatio n s .   T h en ,   its   p er f o r m a n ce   i n   g es tu r cla s s if ica tio n   is   te s ted   w it h   to tal  o f   6 0   s a m p les,  d i v id ed   in to   2 0   s a m p les  p er   clas s .   T h r esu lts   o f   t h m o tio n   cl ass i f icatio n   test   ar e   s h o w n   in   F ig u r 1 5 ,   an d   th p er f o r m an ce   a n al y s i s   r esu lts   u s in g   co n f u s io n   m atr ix   ar s h o wn   in   T ab le  3 .           Fig u r 1 5 .   P r e d ictin g   s y s te m   p er f o r m an ce       T ab le  3 .   C o n f u s io n   m atr i x   o f   i m p le m e n tat io n   s y s te m   A c t u a l l y \ p r e d i c t e d   S t a n d i n g   S i t t i n g   F a l l i n g   S t a n d i n g   16   4   0     S i t t i n g   3   17   0     F a l l i n g   0     0     20       An al y s i s   o f   th e   m o d el ' s   clas s if icatio n   r es u lt s   u s i n g   th e   co n f u s io n   m atr ix   r e v ea led   t h at  t h m o d el  co u ld   ef f icien tl y   c lass if y   all  t h r ee   b eh av io r s ,   n a m el y ,   s ta n d i n g ,   s itti n g ,   a n d   f al lin g ,   w it h   a n   o v er all  ac cu r ac y   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.