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Smart (i)Phones & Sensors
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Olympic Gold and Wearables, Ammann sammelt Daten für Gold
Tuesday, 8.15 - 10.00 am, ETZ E6
Start: 20 September 2011
Tuesday, 10.15 - 12.00 am, ETZ D61.1
Start: 20 September 2011
English/German (depending on participants)
Amir Muaremi, ETZ H60.1, Phone: +41 44 632 05 44, muaremi@ife.ee.ethz.ch
Using internal sensors and sensors in our environment, our 'smart phone' detects our context continuously, e.g. where we are, what we are doing, with whom we are together, what is our constitution, what are our needs. Based on this information our 'smart phone' offers us the appropriate services like a personal assistant.
This course combines practically relevant methods, tools and applications. The applications include localisation, recognition of activities - e.g. in sports - and mental load (stress), interaction with the environment as well as games. The used methods belong to the field of sensor signal processing, sensor nets, data fusion, machine learning, data mining.
The lessons present applications and discuss methods and tools.
The subsequent exercises show concrete design problems like motion recognition using
distributed sensors, localisation, activity detection, sound analysis. Beside individual experiments (e.g. using the SmartPhone) also datasets out of ongoing research activities are exploited.
Presentations of the PhD students and the visit at the Wearable Computing Lab introduce in current research topics and international research projects.
Literature will be announced during the lessons.
Unser 'Smart Phone' erkennt mit seinen eingebauten Sensoren und mit Daten aus der Umwelt unseren Kontext, z.B. wo befinden wir uns, was tun wir, mit wem sind wir zusammen, wie geht es uns, was sind unsere möglichen Bedürfnisse. Basierend auf diesen Informationen kann uns das 'Smart Phone' situationsgerecht als persönlicher Assistent mit passenden Dienstleistungen verwöhnen.
In dieser Veranstaltung kombinieren wir praxisnahe Methoden und Anwendungen. Zu den Anwendungen gehören Lokalisierung, Erkennung von Aktivitäten und mentaler Belastung (Stress), Interaktion mit der Umwelt sowie Spiele. Die eingesetzten Methoden kommen aus dem Bereich Sensorsignalverarbeitung‚ Sensornetze, Data Fusion, maschinelles Lernen, Data Mining.
Die Vorlesung stellt die Anwendungen vor und bespricht die eingesetzten Methoden.
Die anschliessenden Übungen vertiefen anhand konkreter Problemstellungen wie Bewegungserkennung mit verteilten Sensoren, Lokalisierung, Soundanalyse, Detektion von Aktivitätsmuster. Neben eigenen Experimenten (z.B. mit dem SmartPhone) werden Datensätze aus laufenden Forschungsarbeiten genutzt.
Präsentationen durch Doktorierende und der Besuch am Wearable Computing Lab führen ein in die aktuellen Forschungsthemen und internationalen Forschungsprojekte.
Literatur wird in den jeweiligen Vorlesungseinheiten benannt.
| No | Date |
Lecture Theme |
Topics |
Material |
Exercise Theme |
Material |
| 1 | 20.09.2011 |
hot Topic: wearable Computing now |
Introduction, Organisation, Context, |
Chap01 |
Motion on the iPhone,
1st experiment |
ex01 fdb_template |
| 2 | 27.09.2011 |
Bayes detects Activity |
Bayes, Confusion matrix |
Chap02 |
classification experiment: how to distinguish walking, standing, sitting |
ex02 ex02.m |
| 3 | 04.10.2011 |
Applying Bayes: 1st Experiment |
Bayes recursive, density estimation |
Chap03 |
classification experiment: how to distinguish walking, standing, sitting |
ex03 ex03.zip |
| 4 | 11.10.2011 | When do relevant events start ? | Signal processing, times series, segmentation, SWAB, SAX, Dynamic Time Warping |
Chap04 |
Segmentation (SWAB, Sliding window), Dynamic Time Warping |
ex04 ex04.zip ex04_sol.zip |
| 5 | 18.10.2011 |
Features and Clasifiers |
Features, Feature Selection, kNN, NCC |
Chap05 |
Feature Selection |
ex05 ex05.zip ex05_sol.zip |
| 6 | 25.10.2011 |
Discriminants, Sound and ‚good‘ Experiments |
LDA, PCA, ICA, Cross Validation |
Chap06 |
Dip into Research |
papers.zip poster_templ poster_ex.zip |
| 7 | 01.11.2011 | Non-metric Procedures | Student presentations, Decision Tree, Random Forest |
Chap07 |
Dice Game, Decision Trees, Cross-Validation |
ex07.pdf ex07.zip ex07_sol.zip |
| 8 | 08.11.2011 | Wellbeing in Airplanes |
SVM, EDA measurements |
Chap08 |
Support Vector Machine (SVM) |
ex08.pdf ex08.zip ex08_sol.zip |
| 9 | 15.11.2011 | Clustering and Self Organizing Maps |
Clustering, Self Organizing Maps, Emotion SOM |
Chap09 |
XY-fused Kohonen network |
ex09.pdf ex09.zip |
| 10 | 22.11.2011 | Sequence recognition and activity recognition | HMM, Viterbi |
Chap10 |
HMM Representation and manual parameter tuning |
ex10.pdf ex10.zip ex10_sol.pdf |
| 11 | 29.11.2011 |
Sequence recognition and activity recognition |
HMM, Baum-Welch |
Chap11 |
Online Activity Recognition |
ex11.pdf ex11.zip |
| 12 | 06.12.2011 | Collective Behaviour | ensemble classifier, multidimensional scaling |
Chap12 |
Ensemble Classifiers, Multidimensional Scaling (MDS) |
ex12.pdf ex12.zip |
| 13 | 13.12.2011 |
Stress Experiment |
statistics, test evaluation |
Chap13 |
Hypothesis testing |
ex13.pdf ex13.zip ex13_sol.zip |
| 14 | 20.12.2011 | Last Lesson | Examination and Wearable Systems 2 |
Exam&WS2 |
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