Malmö University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Evaluating Incremental Machine Learning for Smart Home Adaptation with Embedded Systems
Malmö University, Faculty of Technology and Society (TS), Department of Computer Science and Media Technology (DVMT).
Malmö University, Faculty of Technology and Society (TS), Department of Computer Science and Media Technology (DVMT).
2023 (English)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utvärdering av inkrementell maskin-inlärning för smart hem-anpassning med inbyggda system (Swedish)
Abstract [en]

The combination of machine learning on embedded systems has quickly increased throughout the years. Subsets like TinyML have become an integral part of how embedded systems implement machine learning. The field has evolved quickly, and TinyOL is an emerging subset that redefines what is possible with embedded systems. This report presents a comparison of how a neural network that implements incremental online learning learns and adapts how to do simple tasks in home automation. The comparison is done with another system, mainly a proportional-integral-derivative (PID). The systems were tasked with controlling an LED lightning threshold based on feedback from the user. The systems were evaluated based on their mean absolute error (MAE) and accuracy in predicting the output of the LED lighting system. The MAE values of both systems were compared for different target outputs and threshold values, and the accuracy was calculated by comparing the number of successful iterations to the total number of iterations. The results show that the neural network has an accuracy of 50\% when a learning rate of 0.2 is used, 97.5\% when a learning rate of 0.5 is used, and 47.5\% when a learning rate of 1.0 is used. The PID control system had accuracy values of 45\% when using an adaption rate of 0.2, 47.5\% when using an adaption rate of 0.5, and 90\% when using an adaption rate of 1.0. The neural network also showcased a lower median MAE for every test conducted. The study provides insights into the effectiveness of different control systems and can inform the development of similar systems in the future.

Abstract [sv]

Kombinationen av maskininlärning på inbygga system har snabbt ökat under åren. Tekniker som TinyML har snabbt blivit en integrerad del av hur inbyggda system implementerar maskininlärning. Teknikerna har snabbt utvecklats och TinyOL är en framväxande delmängd av TinyML som omdefinierar vad som är möjligt med inbyggda system. Denna rapport presenterar en jämförelse av hur ett neuralt nätverk som implementerar inkrementell online-inlärning lär och anpassar sig för att utföra enklare uppgifter inom hemautomation. Jämförelsen görs med ett annat system, huvudsakligen en proportional-integral-derivative (PID). Systemen fick i uppgift att kontrollera en LED-lampa baserat på användarens feedback. Systemet utvärderas baserat på deras mean absolute error (MAE) och noggrannhet i att förutsäga börvärdet för LED-belysningen. MAE-värderna för båda systemen jämfördes för de olika målen och börvärdena, och noggrannheten beräknades genom att jämföra antalet lyckade iterationer med det totala antalet iterationer. Resultaten visar att neurala nätverket har en  noggrannhet på  50\% när en learning rate på 0.2 användes, 97.5\% när en learning rate på 0.5 användes och 47.5\% när en learning rate på 1.0 användes. PID kontroll system hade en noggranhet på 45\% när en adaption rate på 0.2 användes, 47.5\% när en adaption rate på 0.5 användes och 90\% när en adaption rate på 1.0 användes. Det neurala nätverket visade också ett lägre MAE-värde på alla de testerna som utfördes. Studien ger insikter i effektiviteten hos olika kontrollsystem och kan hjälpa utvecklingen av liknande system i framtiden.

Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 49
Keywords [en]
Machine learning, embedded systems, incremental learning, online learning, smart home
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:mau:diva-61337OAI: oai:DiVA.org:mau-61337DiVA, id: diva2:1774019
Educational program
TS Datateknik och mobil IT
Supervisors
Examiners
Available from: 2023-06-30 Created: 2023-06-24 Last updated: 2023-06-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(7147 kB)567 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 7147 kBChecksum SHA-512
8728091e8c5489e151fea8b986d23e6df4be2a7f25eb1f98920c852b8af9b07d135d44536d3dae0d4b00eca0bb23a84ecb1589f9afb5dacc5f8823d6d0d1c1d0
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Islami, Alban
By organisation
Department of Computer Science and Media Technology (DVMT)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 567 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 440 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf