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2017寒假科研项目:解密手环监测步态/睡眠的原理(机器学习方向)

多国家硕士理工科科研论文

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服务承诺

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方案特色

移动健康已经与普通人的生活息息相关,智能设备、移动健康应用、移动医疗应用实现无缝对接,建立起真正的行业平台,不论是美国还是中国,用户和市场都已经对移动健康应用产生了较为强烈的需求,但是在当下最热的智能硬件设备市场中,并没有一款功能相对完美的产品,而手机和手环作为随身携带,可以实时记录数据的载体,更适合运动计步器和睡眠监测的产品定位。

适合人群

大二以上优秀本科生及部分优秀高中生,计划申请数据分析、计算机、软件工程、电子及自动化等相关专业,为了让学生可以更好的完成科研项目,项目组会以笔试和面试的形式对学生进行筛选。

参与流程

实习项目包括计步和睡眠监测,以安卓手机作为平台,根据条件可以选择手环(手环可能需要学员购买),将根据学生的兴趣进行任务分工与合作。


本实习中,学生将编写基础的数据采集代码,从手机或者手环中获取传感器数据,并用数学方法从传感器加速度序列中提取各种特征。对数据特征作分析后产生计步/睡眠判断的基础条件。指导老师将全程带领学生,结合流行的数据分析方法,通过实际的数据分析案例,掌握如下五个重要的数据分析技术与方法:


1. 手机/手环传感器数据采集手机等数据技术

2. 大数据进行快速、可靠访问的数据存储与管理技术

3. 机器学习的基础数学方法

4. 机器学习的分类判别方法

5. 实践直观展示数据分析结果的数据可视化方法


注:实验环境需要每人一台PC,尽量每人一个安卓手机,如果条件允许的话,可以每人购买一个兼容的手环。


日程安排:

日期项目进度相关
1月15日下午 外地学生入住酒店,破冰活动,自我介绍,学生分组,导师进行项目介绍
1月16日

上午 什么是普适计算?什么是移动健康?

下午 机器学习初步

普适计算的概念,移动健康的背景和发展趋势。
1月17日

上午 Android编程基础。Cordova编程基础。

下午 手机传感器基础和加速度数据的采集和本地存储。

Android基本原理。手机加速度传感器的原理。Java编程技术。Cordova编程基础。
1月18日

上午 关系数据库和非关系数据库基础

下午 服务器脚本语言php

数据库基础介绍和。Mysql/MongoDB演示,入门编程。实例演示
1月19日

机器学习的基本算法和典型的特征分析。

SVM分类器。方差,傅里叶变换
1月20日

根据数据特征和判断建立分类器模型,来从样本数据中正确分析出计步数目。学生可以在这里探索研究出自己的分类器模型。提高计步的准确性。

Cordova+Java编程,实现一个简单的android计步App。
1月21日

通过把计步器的数据上传到服务器端的非关系数据库,实现在任何地方通过网络访问服务器获取用户的健康记步数据,在手机端完成图形化展示。

Cordova+php+MongoDB编程。实现android计步器App的服务器端。

备注:实际行程安排顺序可能会根据特定原因进行调整

项目收获

1.知识储备与前沿运用:

学生将跟随助理研究员一同工作,实际进行数据预处理、数据管理、数据探索与分析、机器学习、数据可视化等工作。以帮助申请数据分析、计算机、软件工程、电子及自动化等专业的学生夯实知识基础,明确学习兴趣与国外求学的动机与目标。


2.科研过程引领与实践:

学生会在导师的讲解中明确一个课题研究进行的整个过程,并需要亲自完成一个小项目来应用和检测所学,并在过程中和导师沟通,透彻所学,并有所延伸。


3.学术人脉与申请助力:

项目本身的实践让学生明确学习的原因与兴趣,坚定留学信心。同时有知识的增加和项目实践,使学生在文书写作中有高质量的素材积累,让学生在套磁、面试、甚至以后找工作的过程中,都有话可说、且思路开阔灵活;实习结束后,导师还会根据学生表现出具推荐信,让学生离Dream school更近一步。

常见问题

项目时长:一周

项目时段:2017年1月15日-1月21日

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