Automatic classification of running styles can enable runners to obtain feedback with the aim of optimizing performance in terms of minimizing energy expenditure, fatigue, and risk of injury. To develop a system capable of classifying running styles using wearables, we collect a dataset from 10 healthy runners performing 8 different pre-defined running styles. Five wearable devices are used to record accelerometer data from different parts of the lower body, namely left and right foot, left and right medial tibia, and lower back. Using the collected dataset, we develop a deep learning solution which consists of a Convolutional Neural Network and Long Short-Term Memory network to first automatically extract effective features, followed by learning temporal relationships. Score-level fusion is used to aggregate the classification results from the different sensors. Experiments show that the proposed model is capable of automatically classifying different running styles in a subject-dependant manner, outperforming several classical machine learning methods (following manual feature extraction) and a convolutional neural network baseline. Moreover, our study finds that subject-independent classification of running styles is considerably more challenging than a subject-dependant scheme, indicating a high level of personalization in such running styles. Finally, we demonstrate that by fine-tuning the model with as few as 5% subject-specific samples, considerable performance boost is obtained.


翻译:运行样式的自动分类可以使运行者获得反馈,目的是在最大限度减少能源支出、疲劳和伤害风险方面优化性能。为了开发一个能够使用磨损器对运行样式进行分类的系统,我们从10个健康运行者中收集了一个数据集,这10个运行样式有8种不同的预定义运行样式。5个可磨损装置用来记录下体不同部位的加速度计数据,即左脚和右脚、左和右介质以及下背部。我们利用所收集的数据集开发了一个深层次的学习解决方案,其中包括一个动态神经网络和长短期内存网络,以便首先自动提取有效功能,然后学习时间关系。我们使用分数级聚合来汇总不同传感器的分类结果。实验显示,拟议的模型能够自动对不同运行样式进行分类,即左脚和右脚、左下介质、右下方和右下方介质。此外,我们的研究发现,对运行样式独立主题的分类比一个高层次要具有相当大的挑战性能,我们最后通过一个高性压的模型展示了多少个性化的模型。

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