生成模型的最新进展引起了人们对统计差异作为模型比较手段的研究兴趣。常用的评估方法,例如 Fréchet 初始距离 (FID),与样本的感知质量有很好的相关性,并且对模式下降很敏感。然而,这些指标无法区分不同的失败案例,因为它们只产生一维分数。我们提出了一种新的分布精度和召回率定义,将差异分解为两个独立的维度。所提出的概念直观,保留了理想的属性,并自然而然地产生了一种可用于评估生成模型的有效算法。我们将这个概念与总变异以及最近的评估指标(如初始分数和 FID)联系起来。为了证明所提出方法的实用性,我们对生成对抗网络和变分自动编码器的几种变体进行了实证研究。在大量实验中,我们表明所提出的指标能够将生成样本的质量与目标分布的覆盖范围区分开来。
原创文章 人工智能增强篮球罚球的运动学分析 BEKIR KARLIK 1、MUSA HAWAMDAH 2 1 埃波卡大学计算机工程系,地拉那,阿尔巴尼亚 2 塞尔丘克大学计算机工程系,科尼亚,土耳其 在线发表:2024 年 12 月 30 日 接受发表:2024 年 12 月 15 日 DOI:10.7752/jpes.2024.12321 摘要:问题陈述和方法:在篮球比赛中,罚球的成功与否取决于球的出手角度、在空中的正确位置以及最佳速度运动特征。本研究利用人工智能(AI)研究了篮球运动员在疲劳前后执行罚球的运动学特征。材料和方法:我们使用了各种监督机器学习算法,包括:k-最近邻 (k-NN)、朴素贝叶斯、支持向量机 (SVM)、人工神经网络 (ANN)、线性判别分析 (LDA) 和决策树。这些算法用于对从球员收集的运动数据得出的特征进行分类,以揭示他们在不同疲劳程度下的投篮机制的模式和变化。当球员在疲劳前后成功和不成功投篮时,在球释放点测量肘部、躯干、膝盖和踝关节角度。有两种方法可用于对这些特征进行分类:第一种方法是直接使用行数据;另一种是使用主成分分析 (PCA) 减少数据。对于这两种方法,数据在应用于分类器之前都在 0-1 之间归一化。结果:我们通过使用朴素贝叶斯分类器对行数据获得了 98.44% 的最佳分类准确率。此外,使用 PCA 对减少数据进行 ANN 的结果显示最佳分类准确率 95.31%。研究结果揭示了疲劳引起的投篮力学的不同模式和变化,并强调了机器学习模型在分析生物力学数据方面的有效性。讨论和结论:这些结果有助于制定训练计划,以提高疲劳状态下的表现和一致性。这项研究强调了人工智能和数据驱动方法在运动生物力学中的潜力,可以为运动员表现和疲劳管理提供有价值的见解。关键词:智能算法、运动生物力学、运动数据、疲劳引起的变化简介在对各种运动进行的研究中已经观察到功能技能和基于技能的运动模式之间的差异。评估功能技能比评估基于技能的运动模式更具挑战性(Goktepe 等人,2009 年;Abdelkerim 等人,2007 年;Chappell 等人,2005 年)。例如,Goktepe 等人(2009 年)利用统计分析来证明踝关节、肩膀和肘部角度对网球发球的影响。Abdelkerim 等人(2007)展示了篮球运动员的计算机化时间运动分析,而 Chappell 等人(2005)则研究了在进行疲劳前和疲劳后练习的三个停跳任务中落地和跳跃动作中改变的运动控制策略。评估基于技能的收缩、适当的肌肉发力时间和关节定位等因素相对容易。值得注意的是,个人之间的动作执行和技能习得存在差异。在篮球罚球中,关节角度是足以将投篮分为不同类别的基本特征(Schmidt 等人,2012;Ge,2024;Zhang & Chen,2024)。疲劳是人类活动的自然结果,会影响运动员在训练和比赛期间的认知和学习能力。虽然大多数研究认为疲劳是影响表现的一个关键因素(Forestier & Nougier,1998;Apriantono 等人,2006),但一些研究表明疲劳对篮球罚球表现没有影响(Uygur 等人,2010;Rusdiana 等人,2019;Li,2021;Bourdas 等人,2024)。例如,Uygur 等人(2010)基于统计运动学分析发现疲劳对罚球没有显著影响。同样,Rusdiana 等人(2019)使用 SPSS 分析了罚球运动学,而 Bourdas 等人(2024)则专注于疲劳对三分跳投的影响。Li 等人(2021)研究了疲劳对女子篮球运动员投篮表现的运动学影响。所有这些研究都采用了统计方法;文献中尚未发现用于分析篮球罚球运动学的人工智能或软计算技术。近几十年来,高效的数据分析显著提高了使用软计算方法的各个领域的生产力。然而,体育科学中的大多数研究都集中在特定的比赛上,以探索不同数据源或机器学习技术在结构分析和语义提取中的作用。这项研究是首次将机器学习方法应用于运动学分析一些研究表明疲劳对篮球罚球表现没有影响(Uygur 等人,2010 年;Rusdiana 等人,2019 年;Li,2021 年;Bourdas 等人,2024 年)。例如,Uygur 等人(2010 年)根据统计运动学分析发现疲劳对罚球没有显著影响。同样,Rusdiana 等人(2019 年)使用 SPSS 分析了罚球运动学,而 Bourdas 等人(2024 年)则专注于疲劳对三分跳投的影响。Li 等人(2021 年)研究了疲劳对女子篮球运动员投篮表现的运动学影响。所有这些研究都采用了统计方法;文献中没有发现用于分析篮球罚球运动学的人工智能或软计算技术。近几十年来,高效的数据分析已显著提高了使用软计算方法的各个领域的生产力。然而,体育科学中的大多数研究都集中在特定的比赛上,以探索不同的数据源或机器学习技术在结构分析和语义提取中的作用。本研究首次将机器学习方法应用于运动学分析一些研究表明疲劳对篮球罚球表现没有影响(Uygur 等人,2010 年;Rusdiana 等人,2019 年;Li,2021 年;Bourdas 等人,2024 年)。例如,Uygur 等人(2010 年)根据统计运动学分析发现疲劳对罚球没有显著影响。同样,Rusdiana 等人(2019 年)使用 SPSS 分析了罚球运动学,而 Bourdas 等人(2024 年)则专注于疲劳对三分跳投的影响。Li 等人(2021 年)研究了疲劳对女子篮球运动员投篮表现的运动学影响。所有这些研究都采用了统计方法;文献中没有发现用于分析篮球罚球运动学的人工智能或软计算技术。近几十年来,高效的数据分析已显著提高了使用软计算方法的各个领域的生产力。然而,体育科学中的大多数研究都集中在特定的比赛上,以探索不同的数据源或机器学习技术在结构分析和语义提取中的作用。本研究首次将机器学习方法应用于运动学分析
脑瘤是世界上最致命的疾病之一。这种疾病可以攻击任何人,无论性别或特定年龄段。脑瘤的诊断是通过手动识别计算机断层扫描或磁共振成像的图像进行的,因此可能会发生诊断错误。此外,可以使用活检技术进行诊断。这种技术非常准确,但需要很长时间,大约 10 到 15 天,并且需要大量设备和医务人员。基于此,需要能够根据 MRI 生成的图像进行分类的机器学习技术。这项研究旨在提高以前研究对脑瘤分类的准确性,从而避免在脑瘤诊断中出现错误。本研究使用的方法是使用 AlexNet 和 Google Net 架构的卷积神经网络。这项研究的结果显示,AlexNet 架构的准确率为 98%,GoogleNet 的准确率为 96%。与以前的研究相比,这个结果更高。这一发现可以减少模型训练期间的计算负担。该研究成果可以帮助医生快速准确地诊断脑肿瘤。
摘要:在被动 BCI 研究中,一种常见的方法是在相对较长的试验期间收集感兴趣的心理状态数据,并将这些试验划分为较短的“时期”,以作为分类中的单个样本。虽然众所周知,在这种情况下使用 k 倍交叉验证 (CV) 会导致心理状态可分离性的估计不可靠(由于来自同一试验的样本存在自相关),但 k 倍 CV 仍在被动 BCI 研究中广泛使用和报告。尚不清楚的是 k 倍 CV 在多大程度上歪曲了真正的心理状态可分离性。这使得很难解释使用它的研究结果。此外,如果清楚地知道问题的严重性,也许更多的研究人员会意识到他们应该避免它。在这项工作中,一个新颖的实验探索了类内样本之间的相关程度如何影响通过 k 倍 CV 估计的基于 EEG 的心理状态分类准确性。将结果与真实值 (GT) 准确度和“块级”CV(k 折的替代方法,旨在缓解自相关问题)进行了比较。还探讨了诸如真实类别可分度以及使用的特征集和分类器等因素。结果表明,在某些条件下,k 折 CV 使 GT 分类准确度增加高达 25%,但块级 CV 低估了 GT 准确度高达 11%。我们建议,在单受试者分析中,应尽可能减少来自同一次试验的样本数量,并报告 k 折和块级 CV 结果。
多类功能性近红外光谱 (fNIRS) 信号分类已成为光学脑机接口的一种便捷方式。当信号由同一肢体的自愿和想象运动产生时,高精度的 fNIRS 信号分类是一项具有挑战性的任务。由于自愿和想象运动在时间和空间上的激活表现出相似的模式,传统浅层分类器的分类精度无法达到可接受的范围。本文提出了一种利用卷积神经网络 (CNN) 提高精度的方法。在这项工作中,几位参与者进行了自愿和想象手部运动(左手和右手)。这些四类信号是利用 fNIRS 设备获取的。根据任务分离信号并进行过滤。通过手动特征提取,使用支持向量机和线性判别分析对信号进行分类。CNN 的自动特征提取和分类机制被应用于 fNIRS 信号。从结果来看,CNN 将分类精度提高到了可接受的范围,这是任何卷积网络都无法实现的。
a 蓝色字体显示不确定的分类。b 红色字体显示假阳性分类。缩写:BFP,脑指纹;IP,存在真实信息;IP C ,脑指纹分类为存在信息;IA,不存在真实信息;IA C ,脑指纹分类为不存在信息;IND,脑指纹分类为不确定。
联合新闻稿 新加坡,2021 年 6 月 8 日 NTU、NP 和 NHCS 科学家发明的新型人工智能工具可以加快心血管疾病的诊断 新加坡南洋理工大学 (NTU Singapore)、新加坡义安理工学院 (NP) 和新加坡国家心脏中心 (NHCS) 的一组研究人员发明了一种可以加快心血管疾病诊断的工具。在人工智能 (AI) 的推动下,他们的创新利用心电图 (ECG) 来诊断冠状动脉疾病、心肌梗死和充血性心力衰竭,准确率超过 98.5%。联合开发诊断工具非常及时,因为新加坡过去三年来因心血管疾病导致的死亡人数有所增加。据新加坡心脏基金会称,2019 年新加坡所有死亡人数中有 29.3%(几乎占新加坡死亡人数的三分之一)是心脏病或中风造成的。科学家们希望他们的创新能够支持临床环境中心血管疾病的诊断,特别是在医生进行初步心电图检查时,最终加快治疗进程。研究人员使用一种名为 Gabor-卷积神经网络 (Gabor-CNN) 的人工智能机器学习算法设计了诊断工具,该算法模仿人脑的结构和功能,使计算机能够像人类一样从过去的经验中学习。他们使用该算法,通过输入反映心血管疾病的心电图信号示例来训练他们的工具识别患者心电图中的模式。这项研究的共同作者、NHCS 心脏病学系高级顾问临床副教授 Tan Ru San 表示:“我们对一小组初步研究对象进行的研究表明,在使用常规心电图对一些常见心血管疾病进行分类的准确性方面取得了令人鼓舞的结果。虽然确认特定疾病仍需要额外的测试,但我们的诊断工具将
搬迁沙田污水处理厂往岩洞的实时大数据人工智能环境影响评估 (AIEIA) 执行摘要 搬迁沙田污水处理厂往岩洞(本项目)的环境影响评估中,位于沙田马场和周边河道的彭福公园鹭鸟林被列为环境指标之一。目前,香港对鸟类生态栖息地的监测主要以人为观察为主,而人为观察的时间间隔有限。由于繁殖季节环境变化微妙,人为不易分辨鸟类行为的细微变化。渠务署藉此机会与香港科技大学合作,通过在项目下对彭福公园鹭鸟林进行先导观察,探索将最先进的绿色人工智能 (AI) 技术融入环境监测。观察是明智行动的第一步。完整的阵列数据收集系统 (ADCS) 和实时数据提取管道架构经过全面设计,可实现模块化,并可成功部署在各种结构中,确保在所有环境中可靠运行。ADCS 具有多种优势,可满足户外环境长期监测的需求:(i) 自动连续录制;(ii) 高分辨率视频;(iii) 高帧率视频;(iv) 巨大的本地数据存储;(v) 保护恶劣环境(例如极端天气条件)。采用一种新的视频压缩标准高效视频编码 (H.265) 来处理、存储和传输高分辨率视频,同时保持视频质量。在户外环境中实现数据采集自动化之后,实施了 AI 算法,以从长达数月的数据中检测鸟类。本研究重点是检测大白鹭和小白鹭,即研究地点的主要鸟类。AI 算法开发的主要挑战是缺乏香港鸟类的标记数据集。为了解决这个问题,我们利用 3D 建模制作了大白鹭和小白鹭的合成鸟类数据集。在虚拟图像的开发过程中,我们应用了姿势和身体大小等显著特征的大量变化,这反过来又迫使模型专注于专家用来区分鸟类物种的细粒度鸟类特征,例如颈部和头部。经过训练的 AI 模型能够在不同背景下以高预测分数区分和定位鸟类物种,平均准确率达到 87.65%。我们的人工智能 ADCS 解决方案比传统的人工观察具有多种潜在优势,能够在不同的天气条件下为不同物种的鸟类计数、行为研究、空间偏好以及种间和种内相互作用提供密集的表面。这项研究的结果和发现有利于未来规划环境监测工作以及项目下的工作阶段,以尽量减少对彭福公园鹭鸟林的潜在环境影响。
近几十年来,脑机接口 (BCI) 已用于新型神经康复技术,在运动恢复方面取得了可喜的成果 (Cervera 等人,2018)。在神经康复中使用 BCI 可以通过运动想象 (MI) 招募和激活运动区域,而无需主动运动。这可能会导致被认为因中风而受损的区域发生神经可塑性变化 (Bai 等人,2020)。当与严肃游戏和虚拟现实 (VR) 相结合时,BCI 可以实现更密集的神经康复 (Putze,2019),通过即时反馈鼓励患者 (Mubin 等人,2020) 并让他们沉浸在引人入胜的虚拟环境中 (Khan 等人,2020)。神经康复的一个重要挑战是 MI 反馈传递的时机和有效性。反馈传递在 BCI 中起着重要作用,而有效性
1 美国宾夕法尼亚州匹兹堡大学生物工程系 2 美国宾夕法尼亚州匹兹堡大学医学院 3 美国宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学机器学习系 4 美国宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学生物医学工程系 5 美国宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学神经科学研究所 6 美国宾夕法尼亚州匹兹堡大学医学院眼科系 #: 通讯地址: Matthew A. Smith 卡内基梅隆大学生物医学工程系和神经科学研究所 电子邮件: matt@smithlab.net 运行头:用于在线尖峰分类的神经网络