Episodic Reasoning for Vision-Based Human Action Recognition

Smart Spaces, Ambient Intelligence, and Ambient Assisted Living are environmental paradigms that strongly depend on their capability to recognize human actions. While most solutions rest on sensor value interpretations and video analysis applications, few have realized the importance of incorporating common-sense capabilities to support the recognition process. Unfortunately, human action recognition cannot be successfully accomplished by only analyzing body postures. On the contrary, this task should be supported by profound knowledge of human agency nature and its tight connection to the reasons and motivations that explain it. The combination of this knowledge and the knowledge about how the world works is essential for recognizing and understanding human actions without committing common-senseless mistakes. This work demonstrates the impact that episodic reasoning has in improving the accuracy of a computer vision system for human action recognition. This work also presents formalization, implementation, and evaluation details of the knowledge model that supports the episodic reasoning

Non-linear classifiers applied to EEG analysis for epilepsy seizure detection

This work presents a novel approach for automatic epilepsy seizure detection based on EEG analysis that exploits the underlying non-linear nature of EEG data. In this paper, two main contributions are presented and validated: the use of non-linear classifiers through the so-called kernel trick and the proposal of a Bag-of-Words model for extracting a non-linear feature representation of the input data in an unsupervised manner. The performance of the resulting system is validated with public datasets, previously processed to remove artifacts or external disturbances, but also with private datasets recorded under realistic and non-ideal operating conditions. The use of public datasets caters for comparison purposes whereas the private one shows the performance of the system under realistic circumstances of noise, artifacts, and signals of different amplitudes. Moreover, the proposed solution has been compared to state-of-the-art works not only for pre-processed and public datasets but also with the private datasets. The mean F1-measure shows a 10% improvement over the second-best ranked method including cross-dataset experiments. The obtained results prove the robustness of the proposed solution to more realistic and variable conditions. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved

Hierarchical Task Network Planning with Common-Sense Reasoning for Multiple-People Behaviour Analysis

Safety on public transport is a major concern for the relevant authorities. We address this issue by proposing an automated surveillance platform which combines data from video, infrared and pressure sensors. Data homogenisation and integration is achieved by a distributed architecture based on communication middleware that resolves interconnection issues, thereby enabling data modelling. A common-sense knowledge base models and encodes knowledge about public-transport platforms and the actions and activities of passengers. Trajectory data from passengers is modelled as a time-series of human activities. Common-sense knowledge and rules are then applied to detect inconsistencies or errors in the data interpretation. Lastly, the rationality that characterises human behaviour is also captured here through a bottom-up Hierarchical Task Network planner that, along with common-sense, corrects misinterpretations to explain passenger behaviour. The system is validated using a simulated bus saloon scenario as a case-study. Eighteen video sequences were recorded with up to six passengers. Four metrics were used to evaluate performance. The system, with an accuracy greater than 90% for each of the four metrics, was found to outperform a rule-base system and a system containing planning alone

Characterization of a Medium Mn-Ni Steel Q&P Treated by a High Partitioning Temperature Cycle

In this work, a medium Mn-Ni steel was treated through Quenching and Partitioning (Q&P) with a partitioning temperature (PT) of 650 °C, which corresponded to the start of the austenite reverse transformation (ART) phenomenon. The influence of the quenching temperature (QT) and partitioning time (Pt) on austenite stabilization and mechanical properties was investigated. A strong influence of the quenching temperature was observed. Results were compared with those obtained after a Q&P treatment with 400 °C partitioning temperature. The Q&P cycle with quenching to room temperature and a high partitioning temperature produced a steel with a high retained austenite (RA) volume fraction and exceptional strength–ductility balance. The analysis of the mechanical stability of the retained austenite revealed a significant stress-induced transformation. Nevertheless, the austenite, which was stable at stresses above the yield stress, provided significant TRIP-assisted ductility. Bending, hole expansion and post-stamping properties were also evaluated for the most promising conditions.This research was funded by the Research Fund for Coal and Steel, grant number 70985

Autonomous CPSoS for cognitive large manufacturing industries.

The general aim of a cognitive Cyber Physical System of Systems (CPSoS) is to provide managed access to data in a smart fashion such that sensing and actuation capabilities are connected. Whilst there is significant funding and research devoted to this area, focus remains purely on creating bespoke systems. This paper presents a novel approach, based on a set of components to leverage Situational Awareness and Smart Actuation in large manufacturing industries with the focus on enabling predictive maintenance for asset and abnormal situation management. This paper presents a novel generic platform, named AtiCoS, that combines case-based and common-sense reasoning, as the enabling methodologies for enhancing CPSoS with cognitive capabilities

Influence of carbon partitioning kinetics on final Austenite fraction during quenching and partitioning

The quenching and partitioning (Q&P) process is a two-stage heat-treatment procedure proposed for producing steel microstructures that contain carbon-enriched retained austenite. In Q&P processing, austenite stabilization is accomplished by carbon partitioning from supersaturated martensite. A quench temperature selection methodology was developed to predict an optimum process quench temperature; extension of this methodology to include carbon partitioning kinetics is developed here. Final austenite fraction is less sensitive to quench temperature than previously predicted, in agreement with experimental results

A comparative analysis of pose estimation models as enablers for a smart-mirror physical rehabilitation system

Smart mirrors are gaining attention as a smart device that could integrate a set of functionalities intended to assist older adults in their day-to-day life. These devices are seamlessly integrated in the environment, providing a user-friendly interface and naturally fitting into the daily-care routines. People face a mirror several times a day, thus ensuring that any application running on a smart mirror will have several guaranteed interactions per day. It is therefore essential to detect when the user is in front of the mirror and also to interpret what he or she is doing. Very powerful and accurate libraries are currently available, but the limited computational resources and the need to work in real time limit the valid options for smart mirror devices. This paper therefore analyses and evaluates several body pose estimation models in order to determine which one can be deployed in a smart mirror-like device dedicated to supporting older adults in their physical rehabilitation routines.Los espejos inteligentes están ganando atención como un dispositivo inteligente que podría integrar un conjunto de funcionalidades destinadas a ayudar a los adultos mayores en su día a día. Estos dispositivos se integran a la perfección en el entorno, brindan una interfaz fácil de usar y se adaptan naturalmente a las rutinas de cuidado diario. Las personas se enfrentan a un espejo varias veces al día, lo que garantiza que cualquier aplicación que se ejecute en un espejo inteligente tendrá varias interacciones garantizadas por día. Por lo tanto, es fundamental detectar cuándo el usuario está frente al espejo y también interpretar lo que está haciendo. Actualmente se encuentran disponibles bibliotecas muy potentes y precisas, pero los recursos computacionales limitados y la necesidad de trabajar en tiempo real limitan las opciones válidas para los dispositivos espejo inteligentes

CONTACTO: A Social Networking Site for Supported-Employment Interventions for People With Intellectual and Developmental Disabilities

The main objective of this work is to determine whether social networks can be used to improve self-management skills in people with Intellectual or Developmental Disability (IDD) given the high rate of acceptance of such tools among them. The proposed methodology applies an employment-based intervention to evaluate whether social network services help improve self-management skills. A fit-for-purpose social networking service is built, and different evaluation mechanisms are applied to determine the degree to which users with IDD could use the tool without assistance. The working hypothesis is that in order to ensure the usability of the implemented tool, users (with and without IDD) should be involved throughout the whole software development cycle, following a co-design methodological approach. Results demonstrate that this methodological approach leads to high satisfaction and motivation rates. In terms of effectiveness and efficiency, results demonstrate that the tool is useful and usable for people with IDD. It can therefore be concluded that social network services built having users with IDD at its center will help improve their self-management skills. The main implication of this research is that when using social network services as a tool to support interventions, special attention should be paid to previously evaluating the usability and motivation rate as a measure of how autonomously the person with IDD can use the tool. Nevertheless, further research is needed to determine the impact that such tools can have on other types of intervention.El objetivo principal de este trabajo es determinar si las redes sociales pueden ser utilizadas para mejorar las habilidades de autogestión en personas con Discapacidad Intelectual o del Desarrollo (DDI) dado el alto índice de aceptación de este tipo de herramientas entre ellas. La metodología propuesta aplica una intervención basada en el empleo para evaluar si los servicios de redes sociales ayudan a mejorar las habilidades de autogestión. Se crea un servicio de red social adecuado para el propósito y se aplican diferentes mecanismos de evaluación para determinar el grado en que los usuarios con DDI podrían usar la herramienta sin ayuda. La hipótesis de trabajo es que para asegurar la usabilidad de la herramienta implementada, los usuarios (con y sin DDI) deben estar involucrados durante todo el ciclo de desarrollo del software, siguiendo un enfoque metodológico de codiseño. Los resultados demuestran que este enfoque metodológico conduce a altos índices de satisfacción y motivación. En términos de efectividad y eficiencia, los resultados demuestran que la herramienta es útil y usable para personas con DID. Por lo tanto, se puede concluir que los servicios de redes sociales construidos con usuarios con DDI en su centro ayudarán a mejorar sus habilidades de autogestión. La principal implicación de esta investigación es que a la hora de utilizar los servicios de redes sociales como herramienta de apoyo a las intervenciones, se debe prestar especial atención a evaluar previamente el índice de usabilidad y motivación como medida de la autonomía con la que la persona con DDI puede utilizar la herramienta. Sin embargo, se necesita más investigación para determinar el impacto que tales herramientas pueden tener en otros tipos de intervención. En términos de efectividad y eficiencia, los resultados demuestran que la herramienta es útil y usable para personas con DID. Por lo tanto, se puede concluir que los servicios de redes sociales construidos con usuarios con DDI en su centro ayudarán a mejorar sus habilidades de autogestión. La principal implicación de esta investigación es que a la hora de utilizar los servicios de redes sociales como herramienta de apoyo a las intervenciones, se debe prestar especial atención a evaluar previamente el índice de usabilidad y motivación como medida de la autonomía con la que la persona con DDI puede utilizar la herramienta. Sin embargo, se necesita más investigación para determinar el impacto que tales herramientas pueden tener en otros tipos de intervención. En términos de efectividad y eficiencia, los resultados demuestran que la herramienta es útil y usable para personas con DID. Por lo tanto, se puede concluir que los servicios de redes sociales construidos con usuarios con DDI en su centro ayudarán a mejorar sus habilidades de autogestión. La principal implicación de esta investigación es que a la hora de utilizar los servicios de redes sociales como herramienta de apoyo a las intervenciones, se debe prestar especial atención a evaluar previamente el índice de usabilidad y motivación como medida de la autonomía con la que la persona con DDI puede utilizar la herramienta. Sin embargo, se necesita más investigación para determinar el impacto que tales herramientas pueden tener en otros tipos de intervención. Por lo tanto, se puede concluir que los servicios de redes sociales construidos con usuarios con DDI en su centro ayudarán a mejorar sus habilidades de autogestión. La principal implicación de esta investigación es que a la hora de utilizar los servicios de redes sociales como herramienta de apoyo a las intervenciones, se debe prestar especial atención a evaluar previamente el índice de usabilidad y motivación como medida de la autonomía con la que la persona con DDI puede utilizar la herramienta. Sin embargo, se necesita más investigación para determinar el impacto que tales herramientas pueden tener en otros tipos de intervención. Por lo tanto, se puede concluir que los servicios de redes sociales construidos con usuarios con DDI en su centro ayudarán a mejorar sus habilidades de autogestión. La principal implicación de esta investigación es que a la hora de utilizar los servicios de redes sociales como herramienta de apoyo a las intervenciones, se debe prestar especial atención a evaluar previamente el índice de usabilidad y motivación como medida de la autonomía con la que la persona con DDI puede utilizar la herramienta. Sin embargo, se necesita más investigación para determinar el impacto que tales herramientas pueden tener en otros tipos de intervención. se debe prestar especial atención a evaluar previamente el índice de usabilidad y motivación como medida de la autonomía con la que la persona con DDI puede utilizar la herramienta. Sin embargo, se necesita más investigación para determinar el impacto que tales herramientas pueden tener en otros tipos de intervención. se debe prestar especial atención a evaluar previamente el índice de usabilidad y motivación como medida de la autonomía con la que la persona con DDI puede utilizar la herramienta. Sin embargo, se necesita más investigación para determinar el impacto que tales herramientas pueden tener en otros tipos de intervención

An Affective-computing Approach to Provide Enhanced Learning Analytics

Detecting emotions in a learning environment can make the student-learning process more efficient, avoiding stressful situations that might eventually lead to failure, frustation and demotivation. The work presented here describes a perceptive desktop devised to capture the sensations of any person facing learning activities. To this end, we propose a perceptive environment enhanced with capabilities to perform an analysis of electroen cephalography, facial expression, eye tracking and particularly a very distinctive indicator of stress as it is the galvanic response of the skin. This work focuses on the galvanic response of the skin, comparing the performance of two devices in the context of the perceptive desktop. One of the devices was very attractive to our environment as it was a mouse that fit very well to our computer-based desktop, equipped with low-cost sensors to detect the galvanic response. The other device is more tedious to place and more expensive but we use it as a reference to know if the mouse is accurate. Four people were exposed to an experiment with the two devices connected, and observing the results it can be concluded that there is no correlation between the captures of both devices. Therefore, we could not select the mouse for our environment even though at first it looks like a very promising device.Detectar las emociones en un entorno de aprendizaje puede hacer que el proceso de aprendizaje de los alumnos sea más eficiente, evitando situaciones estresantes que puedan llevar al fracaso, la frustración y la desmotivación. El trabajo que aquí se presenta describe un escritorio perceptivo ideado para captar las sensaciones de cualquier persona que se enfrente a actividades de aprendizaje. Para ello, se propone un entorno perceptivo potenciado con capacidades para realizar un análisis de electroencefalografía, expresión facial, seguimiento ocular y particularmente un indicador muy distintivo de estrés como es la respuesta galvánica de la piel. Este trabajo se centra en la respuesta galvánica de la piel, comparando el rendimiento de dos dispositivos en el contexto del escritorio perceptivo. Uno de los dispositivos resultaba muy atractivo para nuestro entorno, ya que se trataba de un ratón que se adaptaba muy bien a nuestro escritorio informático, equipado con sensores de bajo coste para detectar la respuesta galvánica. El otro dispositivo es más tedioso de colocar y más caro, pero lo utilizamos como referencia para saber si el ratón es preciso. Se expuso a cuatro personas a un experimento con los dos dispositivos conectados, y observando los resultados se puede concluir que no hay correlación entre las capturas de ambos dispositivos. Por lo tanto, no pudimos seleccionar el ratón para nuestro entorno a pesar de que en principio parece un dispositivo muy prometedor