Ultra-Short Window Length and Feature Importance Analysis for Cognitive Load Detection from Wearable Sensors

Human cognitive capabilities are under constant pressure in the modern information society. Cognitive load detection would be beneficial in several applications of human–computer interaction, including attention management and user interface adaptation. However, current research into accurate and real-time biosignal-based cognitive load detection lacks understanding of the optimal and minimal window length in data segmentation which would allow for more timely, continuous state detection. This study presents a comparative analysis of ultra-short (30 s or less) window lengths in cognitive load detection with a wearable device. Heart rate, heart rate variability, galvanic skin response, and skin temperature features are extracted at six different window lengths and used to train an Extreme Gradient Boosting classifier to detect between cognitive load and rest. A 25 s window showed the highest accury (67.6%), which is similar to earlier studies using the same dataset. Overall, model accuracy tended to decrease as the window length decreased, and lowest performance (60.0%) was observed with a 5 s window. The contribution of different physiological features to the classification performance and the most useful features that react in short windows are also discussed. The analysis provides a promising basis for future real-time applications with wearable sensors

Group Behavior Recognition in Context-Aware Systems

Proceedings of: 11th International Work-Conference on Artificial Neural Networks (IWANN 2011). International Workshop of Intelligent systems for context-based information fusion (ISCIF 11). Torremolinos-Málaga, Spain, June 8-10, 2011In most of the domains of the context-aware system the user make up a group and their behavior could be research with group behavior recognition techniques. Our approach try to take advantage of the context information to understand the user's behaviors like a group, and this information could be useful for other system to beat to the users. For this purpose it is exposed a new representation that concentrates all necessary information concerning relations two to two present in the group, and the semantics of the different groups formed by individuals and training (or structure) of each one of them.This work was supported in part by Projects CICYT TIN2008-06742-C02-02/TSI, CICYT TEC2008-06732-C02-02/TEC, CAM CONTEXTS (S2009/ TIC-1485) and DPS2008-07029-C02-02.Publicad

Inspecting the requirements for the braking ability of long distance passenger trains

Työn tavoitteena oli tutkia Suomen rataverkolla liikennöivien kaukoliikenteen henkilöjunien jarrutuskykyvaatimusten päivittämistä. Työssä esitellään tämänhetkiset vaatimukset ja lasketaan uudet arvot vaaditulle jarrutuskyvylle. Tämänhetkisten vaatimusten pohjalla olevia laskelmia on aikanaan dokumentoitu hatarasti. Yksi työn pääpainoista oli koota yhteen tärkeimmät jarrutuskykylaskelmiin liittyvät menetelmät, kaavat ja parametrit sekä selvittää jarrutuskykyvaatimusten päivittämisen vaikutuksia. Jarrutuskykyvaatimusten määrittelyn pohjana on jarrutusmatkan laskeminen kaluston ja ympäristön ominaisuudet huomioiden. Junan jarrutuskyvyn täytyy olla niin suuri, että tietty maksimijarrutusmatka ei ylity. Jarrutuskykyvaatimuksilla on merkitystä erityisesti poikkeustilanteissa, joissa osa kaluston jarruista on toimintakyvyttömiä. Tällöin nykyisin voimassa olevat vaatimukset rajoittavat junan suurimman sallitun nopeuden huomattavasti kaluston rakenteellista huippunopeutta alhaisemmaksi. Uudet vaatimukset laskettiin käyttämällä viittä eri laskentamenetelmää. JKV- ja ETCS-menetelmät ovat vastaavannimisten kulunvalvontalaitteistojen käyttämiä laskenta-algoritmeja. Lisäksi työn yhteydessä laadittiin uusi laskentamenetelmä fysikaalisten kaavojen ja kirjallisuuden pohjalta. Jarrutustapahtumaan liittyvien ilmiöiden tarkempaa tutkimista varten työssä laadittiin myös simulaatiomalli. Viides laskentamenetelmä, Mindenin kaava, jätettiin lopulta tarkastelun ulkopuolelle, sillä se ei sovellu yli 160 km/h nopeuksille. Näitä neljää menetelmää käyttäen laskettiin vaadittu minimijarrutuskyky lähtönopeuden funktiona siten, ettei jarrutusmatka koskaan ylitä 2400 m tai 3600 m. Nämä matkat perustuvat tiedonsiirtoetäisyyksiin, joilla nykyisin käytössä oleva JKV-kulunvalvontajärjestelmä lähettää junille tietoa. Jarrutustapahtuman ulkoiset parametrit määriteltiin vastaamaan huonointa mahdollista tilannetta jarrujen kannalta. Näihin parametreihin sisältyy muun muassa jyrkin mahdollinen lasku sekä huono kitkakerroin kisko–pyörärajapinnassa. Uudet arvot laskettiin nopeusalueella 110...220 km/h 10 km/h välein, sillä tavarajunat sekä muut korkeintaan 100 km/h nopeudella kulkevat junat rajattiin tutkimusalueen ulkopuolelle. Työ antaa perustan jarrutuskykyvaatimusten päivittämiselle. Käytössä olevat vaatimukset osoittautuivat laskelmissa paljon tarvittua korkeammiksi. Työssä annetaan neljä erilaista ehdotusta uusiksi vaatimuksiksi sekä pohditaan niiden tuomia hyötyjä ja haittoja. Ennen mahdollista virallistamista tulisi vielä tehdä kattava kustannushyötyanalyysi työssä esitetyille vaihtoehdoille. Suurin osa työssä annetuista vaihtoehdoista edellyttää myös muita selvityksiä koskien rataverkon varustusta, kuljettajien koulutuksen järjestämistä ja laskennan tulosten validointia teoreettisesti sekä koeajojen avulla.The objective of this thesis was to inspect the requirements for the braking ability of long distance passenger trains in Finland. The requirements currently in use are presented and new, updated values for the required braking ability are calculated. Very little documentation exists on the origins of the current requirements. One of the main focuses of the study is to collate the most important methods, formulae and parameters associated with train braking, as well as to clarify the effects of the alterations to the requirements. The basis for defining the requirements for braking ability is calculating the braking distances of trains. The required braking ability must be high enough to ensure that certain maximum braking distances are rarely, if ever, exceeded. These requirements become especially important in exceptional situations where some of the brakes on a train are out of order. According to the current requirements, in these situations the speed of the train must often be limited to a smaller value than the physical maximum speed of the train, leading to serious delays. The new requirements were calculated using five methods, which include the braking distance algorithms used by the Finnish and European train control systems, JKV and ETCS, respectively. In addition, a new formula for braking distance calculation was created by the author based on physical formulae and other available literature. To further examine the phenomena behind the braking event, a simulation model was created using the Matlab/SIMULINK software. The fifth calculation method used, the Minden formula, was excluded from the final calculations, as it became apparent that it is not suited for speeds over 160 km/h. Using these four methods, the required minimum braking ability was calculated as a function of the initial speed of the train so that the stopping distance would extremely rarely, if ever, exceed 2400 m or 3600 m. These numbers are based on the distances over which the currently used train control system transmits information to the trains. The external conditions of the braking event were adjusted to represent the worst-case scenario, which includes a steep downhill gradient and a poor coefficient of friction in the wheel–rail interface. The new values were calculated for speeds 110...220 km/h in steps of 10 km/h, since freight trains and other train types traveling at 100 km/h or slower were excluded from the work. According to the results obtained in this study, the requirements should be updated, as the current requirements proved to be unnecessarily strict. Four alternative models for updating the requirements are presented, and their benefits and disadvantages are discussed. Before any of the models can be taken into use, a comprehensive cost-benefit analysis of each model must be conducted. Furthermore, many of the suggested models also require additional research concerning track infrastructure, driver training and validating of the calculations both theoretically and experimentally

Varhaiskasvatuksen yhteisen johtajuusmallin arviointierot

Tässä artikkelissa tarkastellaan varhaiskasvatuksen uuden yhteisen johtajuusmallin arviointia Hämeenlinnassa, Suomessa. Yhteisen johtajuuden mallissa varhaiskasvatusyksiköitä johtaa johtajapari, joista toinen on vastuussa taloudesta ja henkilöstöstä ja toinen johtaja vastaa pedagogiikasta ja asiakasprosesseista. Johtajuusmallin tavoitteena on vahvistaa johtajuutta ja pedagogiikkaa johtamisen keskiössä. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan henkilöstön antamia arviointeja johtajuudesta varhaiskasvatusyksiköissä. Tarkastelun kohteena on erityisesti johtajaparien eri yksiköiden arviointien erot. Kvantitatiivinen aineisto kerättiin sähköisenä Survey-kyselynä johtajilta ja henkilöstöltä. Joidenkin johtajaparien eri yksiköiden henkilöstöjen antamien johtajuusarviointien erot osoittautuivat tilastollisesti merkitseviksi. Sekä korkeat että matalat arvioinnit näyttivät noudattavat samankaltaista yhtenevää linjaa ja näyttäisi siten olevan kokonaisvaltainen organisaation kulttuurinen tapa tarkastella johtajuutta kyseisissä yksiköissä. Tulosten perusteella on tärkeää kiinnittää huomiota siihen, miten voitaisiin tukea johtajuuden kehittämisen taustalla olevia organisaation olosuhteita.This article provides the assessments of a joint leadership model based on research in early childhood education (ECE) leadership in the city of Hämeenlinna, Finland. In this new leadership model, the ECE units were led by a pair of directors, with one responsible for the financial and human resources aspects and the other responsible for the pedagogy and client processes. The aim of the new leadership model was to strengthen the leadership and pedagogy as the core of leadership. The study explored how the staff members evaluated the quality of leadership in several ECE units. Furthermore, this study examined if there were differences in the assessments of the quality of leadership of the pair of two directors. The quantitative data for the study were collected by electronic questionnaire completed by ECE directors and staff. Statistically significant differences were found in the assessments of the units led by the same director pair. The parallel line in high and low assessments indicated that satisfaction or dissatisfaction with leadership was a holistic way to see the impact of leadership on the organisational culture of the units. The findings drew attention to the question of how the conditions that were necessary for distributed leadership should be supported.Peer reviewe

Varhaiskasvatuksen valvonta osana julkista johtamista – Yksityisen varhaiskasvatuksen valvojien näkökulmia valvontaan ja tehtävän vaatimiin kompetensseihin kunnissa

Supervision of early childhood education and care (ECEC) as a part of public management – perspectives of private ECEC supervisors on supervision and the competences required by the task in municipalities The supervision of private ECEC became a new profession requiring specialisation. This study examines the perspectives of supervisors on their role and the competence required by it. The theoretical framework draws from research on public administration and management and on early childhood education management and competence. The data was collected with a questionnaire that received 43 responses. A qualitative analysis was carried out and categories were formed from the perspectives presented. The results emphasise subjective competences such as knowledge base and interaction skills. The key perspectives to the work were standards-based and partner-oriented perspectives. In supervision, different perspectives and the competences required by them are seen as interconnected and continuously interacting with each other

Suhteissa muovautuvat johtajuudet yksityisen varhaiskasvatuksen johtajien moniäänisissä kertomuksissa

The article examines the leadership of private early childhood education as a phenomenon that is shaped in different relations. The study draws on interviews with managers of private early childhood education in different leadership positions from across Finland. Dialogical analysis is used to identify narratives from interviews in which leaders talk about leadership in relation to themselves and their life course, substance, work, stakeholders, and society. Three different leadership narratives are discussed: leadership as a way of life, balancing leadership and developmental leadership.Artikkelissa tarkastellaan yksityisen varhaiskasvatuksen johtajuutta erilaisissa suhteissa muovautuvana ilmiönä. Tutkimuksessa on haastateltu erilaisissa johtajuuspositioissa olevia yksityisen varhaiskasvatuksen johtajia eri puolilta Suomea. Dialogisen analyysin avulla tunnistetaan haastatteluista johtajien puhuvan johtajuudesta suhteessa itseensä, elämänkulkuun, substanssiin, työhön, sidosryhmiin ja yhteiskuntaan. Johtajien puheissa erottuu kolme erilaista johtajuuskertomusta; elämäntapajohtajuus, tasapainoileva johtajuus ja kehittämisjohtajuus

Unobtrusive stress detection on the basis of smartphone usage data

Peer reviewe

Feature Use in Mobile Video Creation

Abstract. Today's mobile phones are also video cameras. People are using these ubiquitous cameras to document everyday surroundings as well as create more artistic videos. This paper examines emergent mobile film making patterns by tracking video composition and recording activities in ecologically valid contexts of use. We report the findings of a user study on user created mobile videos, where the actions of 11 active mobile video users were documented for 2 weeks. The collected material included diaries, device logs, and altogether 255 videos. Our findings characterize the features of a typical mobile video. Additionally, our study uncovers common practices, user motivations and pitfalls during filming and editing in the mobile contex