Fatigue is a loss in cognitive or physical performance due to various physiological factors such as insufficient sleep, long work hours, stress, and physical exertion. It has an adverse effect on the human body and can slow down reaction times, reduce attention, and limit short-term memory. Hence, there is a need to monitor a person's state to avoid extreme fatigue conditions that can result in physiological complications. However, tools to understand and assess fatigue are minimal. This paper first focuses on building an experimental setup that induces cognitive fatigue (CF) and physical fatigue (PF) through multiple cognitive and physical tasks while simultaneously recording physiological data. Second, self-reported visual analog scores (VAS) from the participants are reported after each task to confirm fatigue induction. Finally, an evaluation system is built that utilizes machine learning (ML) models to detect states of CF and PF from sensor data, thus providing an objective measure. Random Forest performs the best in detecting PF with an accuracy of 80.5% while correctly predicting the true PF condition 88% of the time. On the other hand, the long short-term memory (LSTM) recurrent neural network produces the best results in detecting CF in the subjects (with 84.1% accuracy, 0.9 recall).


翻译:由于睡眠不足、工作时间长、压力和体力锻炼等各种生理因素造成认知或物理性能的丧失,是认知或物理性能的丧失,如睡眠不足、长时间工作、压力和体力锻炼等,对人体有不利影响,可减缓反应时间、减少注意力和限制短期记忆。因此,有必要监测一个人的状态,以避免可能导致生理并发症的极端疲劳状况。然而,理解和评估疲劳的工具很少。本文件首先侧重于通过多种认知和体力任务,通过多重认知和体力劳累(PF)来建立实验性设置。第二,参与者自报的视觉模拟得分(VAS)在每次任务后都报告,以确认疲劳感应征。最后,建立了一个评估系统,利用机器学习模型从感应数据中检测CFC和PF的状态,从而提供一个客观的衡量标准。随机森林在精确度80.5%的检测PFFFP方面表现最佳,同时正确预测88%的时间状况。另一方面,长期的内存(LSTM)经常神经网络(VAS)的精确度为84)。

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