Muhammad Saifullah ;Imran Sarwar Bajwa;Muhammad Ibrahim;Mutyyba Asgher
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.23
no.5
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pp.135-147
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2023
Internet of things has revolutionaries every field of life due to the use of artificial intelligence within Machine Learning. It is successfully being used for the study of Radiation monitoring, prediction of Ultraviolet and Electromagnetic rays. However, there is no particular system available that can monitor and detect waves. Therefore, the present study designed in which IOT enables intelligence system based on machine learning was developed for the prediction of the radiation and their effects of human beings. Moreover, a sensor based system was installed in order to detect harmful radiation present in the environment and this system has the ability to alert the humans within the range of danger zone with a buzz, so that humans can move to a safer place. Along with this automatic sensor system; a self-created dataset was also created in which sensor values were recorded. Furthermore, in order to study the outcomes of the effect of these rays researchers used Support Vector Machine, Gaussian Naïve Bayes, Decision Trees, Extra Trees, Bagging Classifier, Random Forests, Logistic Regression and Adaptive Boosting Classifier were used. To sum up the whole discussion it is stated the results give high accuracy and prove that the proposed system is reliable and accurate for the detection and monitoring of waves. Furthermore, for the prediction of outcome, Adaptive Boosting Classifier has shown the best accuracy of 81.77% as compared with other classifiers.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.18
no.6
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pp.1353-1362
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2023
Various methods are being attempted to resolve the inconvenience of blood glucose meters used to check blood sugar levels. In this paper, we attempted to estimate blood sugar levels non-invasively using machine learning technology from spectral data acquired using a near-infrared sensor. The non-invasive blood glucose meter used in the study has a total of six near-infrared ray emitters, including visible rays, and a light receiver that receives them. It is a device created to collect spectral data on specific parts of the human body, such as the fingers. To verify whether there was a significant difference depending on blood sugar level, we attempted to estimate blood sugar level through machine learning algorithms. As a result of applying five machine learning algorithm techniques to the collected data and adjusting various hyper parameters, it was confirmed that the support vector regression algorithm showed the best performance.
Isaac Seow-En;Ye Xin Koh;Yun Zhao;Boon Hwee Ang;Ivan En-Howe Tan;Aik Yong Chok;Emile John Kwong Wei Tan;Marianne Kit Har Au
Annals of Hepato-Biliary-Pancreatic Surgery
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v.28
no.1
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pp.14-24
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2024
This study aims to assess the quality and performance of predictive models for colorectal cancer liver metastasis (CRCLM). A systematic review was performed to identify relevant studies from various databases. Studies that described or validated predictive models for CRCLM were included. The methodological quality of the predictive models was assessed. Model performance was evaluated by the reported area under the receiver operating characteristic curve (AUC). Of the 117 articles screened, seven studies comprising 14 predictive models were included. The distribution of included predictive models was as follows: radiomics (n = 3), logistic regression (n = 3), Cox regression (n = 2), nomogram (n = 3), support vector machine (SVM, n = 2), random forest (n = 2), and convolutional neural network (CNN, n = 2). Age, sex, carcinoembryonic antigen, and tumor staging (T and N stage) were the most frequently used clinicopathological predictors for CRCLM. The mean AUCs ranged from 0.697 to 0.870, with 86% of the models demonstrating clear discriminative ability (AUC > 0.70). A hybrid approach combining clinical and radiomic features with SVM provided the best performance, achieving an AUC of 0.870. The overall risk of bias was identified as high in 71% of the included studies. This review highlights the potential of predictive modeling to accurately predict the occurrence of CRCLM. Integrating clinicopathological and radiomic features with machine learning algorithms demonstrates superior predictive capabilities.
Park, Jiman;Cho, Duyeong;Lee, Sangseon;Lee, Minseob;Nam, Hansik;Yang, Hyerim
Journal of Cadastre & Land InformatiX
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v.48
no.1
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pp.169-186
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2018
The social influence of the elderly population will accelerate in a rapidly aging society. The purpose of this study is to establish a methodology for extracting vulnerable districts of the welfare of the aged through machine learning(ML), artificial neural network(ANN) and geospatial analysis. In order to establish the direction of analysis, this progressed after an interview with volunteers who over 65-year old people, public officer and the manager of the aged welfare facility. The indicators are the geographic distance capacity, elderly welfare enjoyment, officially assessed land price and mobile communication based on old people activities where 500 m vector areal unit within 15 minutes in Yongin-city, Gyeonggi-do. As a result, the prediction accuracy of 83.2% in the support vector machine(SVM) of ML using the RBF kernel algorithm was obtained in simulation. Furthermore, the correlation result(0.63) was derived from ANN using backpropagation algorithm. A geographically weighted regression(GWR) was also performed to analyze spatial autocorrelation within variables. As a result of this analysis, the coefficient of determination was 70.1%, which showed good explanatory power. Moran's I and Getis-Ord Gi coefficients are analyzed to investigate spatially outlier as well as distribution patterns. This study can be used to solve the welfare imbalance of the aged considering the local conditions of the government recently.
KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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v.10
no.11
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pp.529-534
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2021
Computing thinking is regarded as one of the important skills required in the 21st century, and many countries have introduced and implemented computing thinking training courses. Among computational thinking education methods, educational game-based methods increase student participation and motivation, and increase access to computational thinking. Autothinking is an educational game developed for the purpose of providing computational thinking education to learners. It is an adaptive system that dynamically provides feedback to learners and automatically adjusts the difficulty according to the learner's computational thinking ability. However, because the game was designed based on rules, it cannot intelligently consider the computational thinking of learners or give feedback. In this study, game data collected through Autothikning is introduced, and game score prediction that reflects computational thinking is performed in order to increase the adaptability of the game by using it. To solve this problem, a comparative study was conducted on linear regression, decision tree, random forest, and support vector machine algorithms, which are most commonly used in regression problems. As a result of the study, the linear regression method showed the best performance in predicting game scores.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2023.05a
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pp.358-358
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2023
본 연구에서는 그동안 수자원분야 강우유출 해석분야에 활용되었던 대표적인 머신러닝&딥러닝(ML&DL) 모델을 활용하여 모델의 하이퍼파라미터 튜닝뿐만 아니라 모델의 특성을 고려한 기상 및 수문데이터의 조합과 전처리(lag-time, 이동평균 등)를 통하여 데이터 특성과 ML&DL모델의 조합시나리오에 따른 일 유입량 예측성능을 비교 검토하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 소양강댐 유역을 대상으로 1974년에서 2021년까지 축적된 기상 및 수문데이터를 활용하여 1) 강우, 2) 유입량, 3) 기상자료를 주요 영향변수(독립변수)로 고려하고, 이에 a) 지체시간(lag-time), b) 이동평균, c) 유입량의 성분분리조건을 적용하여 총 36가지 시나리오 조합을 ML&DL의 입력자료로 활용하였다. ML&DL 모델은 1) Linear Regression(LR), 2) Lasso, 3) Ridge, 4) SVR(Support Vector Regression), 5) Random Forest(RF), 6) LGBM(Light Gradient Boosting Model), 7) XGBoost의 7가지 ML방법과 8) LSTM(Long Short-Term Memory models), 9) TCN(Temporal Convolutional Network), 10) LSTM-TCN의 3가지 DL 방법, 총 10가지 ML&DL모델을 비교 검토하여 일유입량 예측을 위한 가장 적합한 데이터 조합 특성과 ML&DL모델을 성능평가와 함께 제시하였다. 학습된 모형의 유입량 예측 결과를 비교·분석한 결과, 소양강댐 유역에서는 딥러닝 중에서는 TCN모형이 가장 우수한 성능을 보였고(TCN>TCN-LSTM>LSTM), 트리기반 머신러닝중에서는 Random Forest와 LGBM이 우수한 성능을 보였으며(RF, LGBM>XGB), SVR도 LGBM수준의 우수한 성능을 나타내었다. LR, Lasso, Ridge 세가지 Regression모형은 상대적으로 낮은 성능을 보였다. 또한 소양강댐 댐유입량 예측에 대하여 강우, 유입량, 기상계열을 36가지로 조합한 결과, 입력자료에 lag-time이 적용된 강우계열의 조합 분석에서 세가지 Regression모델을 제외한 모든 모형에서 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency) 0.8이상(최대 0.867)의 성능을 보였으며, lag-time이 적용된 강우와 유입량계열을 조합했을 경우 NSE 0.85이상(최대 0.901)의 더 우수한 성능을 보였다.
Financial time-series forecasting is one of the most important issues because it is essential for the risk management of financial institutions. Therefore, researchers have tried to forecast financial time-series using various data mining techniques such as regression, artificial neural networks, decision trees, k-nearest neighbor etc. Recently, support vector machines (SVMs) are popularly applied to this research area because they have advantages that they don't require huge training data and have low possibility of overfitting. However, a user must determine several design factors by heuristics in order to use SVM. For example, the selection of appropriate kernel function and its parameters and proper feature subset selection are major design factors of SVM. Other than these factors, the proper selection of instance subset may also improve the forecasting performance of SVM by eliminating irrelevant and distorting training instances. Nonetheless, there have been few studies that have applied instance selection to SVM, especially in the domain of stock market prediction. Instance selection tries to choose proper instance subsets from original training data. It may be considered as a method of knowledge refinement and it maintains the instance-base. This study proposes the novel instance selection algorithm for SVMs. The proposed technique in this study uses genetic algorithm (GA) to optimize instance selection process with parameter optimization simultaneously. We call the model as ISVM (SVM with Instance selection) in this study. Experiments on stock market data are implemented using ISVM. In this study, the GA searches for optimal or near-optimal values of kernel parameters and relevant instances for SVMs. This study needs two sets of parameters in chromosomes in GA setting : The codes for kernel parameters and for instance selection. For the controlling parameters of the GA search, the population size is set at 50 organisms and the value of the crossover rate is set at 0.7 while the mutation rate is 0.1. As the stopping condition, 50 generations are permitted. The application data used in this study consists of technical indicators and the direction of change in the daily Korea stock price index (KOSPI). The total number of samples is 2218 trading days. We separate the whole data into three subsets as training, test, hold-out data set. The number of data in each subset is 1056, 581, 581 respectively. This study compares ISVM to several comparative models including logistic regression (logit), backpropagation neural networks (ANN), nearest neighbor (1-NN), conventional SVM (SVM) and SVM with the optimized parameters (PSVM). In especial, PSVM uses optimized kernel parameters by the genetic algorithm. The experimental results show that ISVM outperforms 1-NN by 15.32%, ANN by 6.89%, Logit and SVM by 5.34%, and PSVM by 4.82% for the holdout data. For ISVM, only 556 data from 1056 original training data are used to produce the result. In addition, the two-sample test for proportions is used to examine whether ISVM significantly outperforms other comparative models. The results indicate that ISVM outperforms ANN and 1-NN at the 1% statistical significance level. In addition, ISVM performs better than Logit, SVM and PSVM at the 5% statistical significance level.
In South Korea with forest as a major land cover class (over 60% of the country), many wildfires occur every year. Wildfires weaken the shear strength of the soil, forming a layer of soil that is vulnerable to landslides. It is important to identify the severity of a wildfire as well as the burned area to sustainably manage the forest. Although satellite remote sensing has been widely used to map wildfire severity, it is often difficult to determine the severity using only the temporal change of satellite-derived indices such as Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Normalized Burn Ratio (NBR). In this study, we proposed an approach for determining wildfire severity based on machine learning through the synergistic use of Sentinel-1A Synthetic Aperture Radar-C data and Sentinel-2A Multi Spectral Instrument data. Three wildfire cases-Samcheok in May 2017, Gangreung·Donghae in April 2019, and Gosung·Sokcho in April 2019-were used for developing wildfire severity mapping models with three machine learning algorithms (i.e., Random Forest, Logistic Regression, and Support Vector Machine). The results showed that the random forest model yielded the best performance, resulting in an overall accuracy of 82.3%. The cross-site validation to examine the spatiotemporal transferability of the machine learning models showed that the models were highly sensitive to temporal differences between the training and validation sites, especially in the early growing season. This implies that a more robust model with high spatiotemporal transferability can be developed when more wildfire cases with different seasons and areas are added in the future.
Drifter is an equipment for observing the characteristics of seawater in the ocean, and it can be used to predict effluent oil diffusion and to observe ocean currents. In this paper, we design models or the prediction of drifter trajectory using machine learning. We propose methods for estimating the trajectory of drifter using support vector regression, radial basis function network, Gaussian process, multilayer perceptron, and recurrent neural network. When the propose mothods were compared with the existing MOHID numerical model, performance was improve on three of the four cases. In particular, LSTM, the best performed method, showed the imporvement by 47.59% Future work will improve the accuracy by weighting using bagging and boosting.
Recently, with the development of IoT technology, the number of farms using smart farms is increasing. Smart farms monitor the environment and optimise internal environment automatically to improve crop yield and quality. For optimized crop cultivation, researches on predict crop productivity are actively studied, by using collected agricultural digital data. However, most of the existing studies are based on statistical models based on existing statistical data, and thus there is a problem with low prediction accuracy. In this paper, we use various predition models for predicting the production and sales profits, and compare the performance results through models by using the agricultural digital data collected in the facility horticultural smart farm. The models that compared the performance are multiple linear regression, support vector machine, artificial neural network, recurrent neural network, LSTM, and ConvLSTM. As a result of performance comparison, ConvLSTM showed the best performance in R2 value and RMSE value.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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