With the rapid development of computing technology, wearable devices such as smart phones and wristbands make it easy to get access to people's health information including activities, sleep, sports, etc. Smart healthcare achieves great success by training machine learning models on a large quantity of user data. However, there are two critical challenges. Firstly, user data often exists in the form of isolated islands, making it difficult to perform aggregation without compromising privacy security. Secondly, the models trained on the cloud fail on personalization. In this paper, we propose FedHealth, the first federated transfer learning framework for wearable healthcare to tackle these challenges. FedHealth performs data aggregation through federated learning, and then builds personalized models by transfer learning. It is able to achieve accurate and personalized healthcare without compromising privacy and security. Experiments demonstrate that FedHealth produces higher accuracy (5.3% improvement) for wearable activity recognition when compared to traditional methods. FedHealth is general and extensible and has the potential to be used in many healthcare applications.


翻译:随着计算机技术的迅速发展,智能电话和手腕带等可穿戴设备使人们更容易获得包括活动、睡眠、运动等在内的健康信息。智能保健通过在大量用户数据上培训机器学习模式而取得巨大成功。然而,有两个关键的挑战。首先,用户数据往往以孤立岛屿的形式存在,因此难以在不损害隐私安全的情况下进行整合。第二,在云层上培训的模型在个性化方面失败。在本文件中,我们提议FedHealth,这是为应对这些挑战而建立的第一个可穿戴保健联合转移学习框架。FedHealth通过联合学习进行数据汇总,然后通过转移学习建立个性化模型。它能够在不损害隐私和安全的情况下实现准确和个性化的保健。实验表明,FedHealth比传统方法更精确(5.3%)用于识别可磨损的活动。FedHealth是普遍的、可扩展的,并有可能用于许多保健应用。

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可穿戴设备即直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备,更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能,可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。
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