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Tipo: Tese
Título : AETHER: Augmentation and Episodic Task Harnessing for Efficient Recognition
Título en inglés: AETHER: Augmentation and Episodic Task Harnessing for Efficient Recognition
Autor : Gaspar, Lucas Peres
Tutor: Macêdo, José Antonio Fernandes de
Co-asesor: Cruz, Lívia Almada
Palabras clave en portugués brasileño: Meta-learning;Reconhecimento de atividade humana;Aumentação de dados;Aprendizado profundo
Palabras clave en inglés: Meta-learning;Human activity recognition;Data augmentation;Deep learning
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Fecha de publicación : 2026
Citación : GASPAR, Lucas Peres. AETHER: Augmentation and Episodic Task Harnessing for Efficient Recognition. 2026. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumen en portugués brasileño: O Reconhecimento de Atividades Humanas (RAH) tem se tornado uma significante área de pesquisa para análise de comportamento humano. Pesquisas da metade da década passada provam que modelos de aprendizagem profunda são adequados para identificar padrões sobre series temporais coletadas de dispositivos inteligentes (smartphones e smartwatches) e realizar um reconhecimento preciso de atividades sob um conjunto fixo de atividades observadas. Entretanto, métodos de aprendizagem profunda encaram alguns desafios para dados de séries temporais, como a falta de dados suficientes para treinar um modelo eficiente. Outro desafio que acompanha RAH são as particularidades na forma como usuários realizam uma mesma atividade, ou até mesmo na forma como diferentes sensores coletam os dados, gerando algumas condições individuais. Esta tese de doutorado apresenta um algoritmo de meta-aprendizagem que supera a limitação das condições individuais provendo uma estratégia de treinamento que facilita a generalização através de diferentes tarefas, permitindo que o modelo se adapte rapidamente a novos usuários, sensores, e atividades. Ele também supera o problema de escassez de dados usando uma etapa de aumento de dados para aumentar o número de observações usadas durante o meta-treinamento. O algoritmo é comparado com a literatura usando conjuntos de dados reais e públicos, obtendo bons resultados, superando competidores da literatura em 20%. Os meta-modelos trainados são aplicados sobre outros conjuntos de dados públicos, permitindo avaliá-los em cenários completamente novos, onde o algoritmo proposto foi capaz de superar, em alguns casos, competidores em mais de 40%.
Abstract: Human Activity Recognition (HAR) has become a significant research area for human behavior analysis. Researches from the middle from the last decade prove that deep learning based models are suitable to identify patterns over time series data collected from smart devices (smartphones, smartwatches) and perform accurate activity recognition over a fixed set of observed activities. However, deep learning approaches face some challenges for time series data, like the lack of sufficient data to train an efficient model. Another challenge that comes with HAR is the particularities in the way that users perform the same activity or how the sensor collects the data, generating some individual conditions. This Ph.D. thesis presents a meta-learning algorithm that overcomes the individual condition limitation by providing a training strategy that facilitates the generalization across different tasks, allowing the model to adapt to unseen users, sensors, and activities. It also overcomes the labeled data scarcity limitation by proposing a data augmentation stage to increase the number of observations to be used during the meta-training. The algorithm is compared against the literature using real-world public datasets and obtains encouraging results. The algorithm is compared against the literature using real-world public datasets and obtains good results, surpassing some literature baselines by 20%. Furthermore, the trained meta-models are applied against other public datasets, allowing us to evaluate the meta-models in completely new scenarios, where the proposed algorithm was able to overcome, in some cases, the baselines by over than 40%.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85962
ORCID del autor: https://orcid.org/0009-0004-6362-8097
Lattes del autor: https://lattes.cnpq.br/3984128855496503
ORCID del tutor: https://orcid.org/0000-0002-0661-2978
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/5801731850423324
Lattes del co-asesor: http://lattes.cnpq.br/8972397134674530
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: DCOMP - Teses defendidas na UFC

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