Human activity data is typically represented as time series data, and RNNs, often with LSTM cells, are commonly used for recognition in this field. However, RNNs and LSTM-RNNs are often too resource-intensive for real-time applications on resource constrained devices, making them unsuitable. This thesis project is carried out at Wrlds AB, Stockholm. At Wrlds, all machine learning is run in the cloud, but they have been attempting to run their AI algorithms on their embedded devices. The main task of this project was to investigate alternative network structures to minimize the size of the networks to be used on human activity data. This thesis investigates the use of Fast GRNN, a deep learning algorithm developed by Microsoft researchers, to classify human activity on resource-constrained devices. The FastGRNN algorithm was compared to state-of-the-art RNNs, LSTM, GRU, and Simple RNN in terms of accuracy, classification time, memory usage, and energy consumption. This research is limited to implementing the FastRNN algorithm on Nordic SoCs using their SDK and TensorFlow Lite Micro. The result of this thesis shows that the proposed network has similar performance as LSTM networks in terms of accuracy while being both considerably smaller and faster, making it a promising solution for human activity recognition on embedded devices with limited computational resources and merits further investigation. / Rörelse igenkännings analys är oftast representerat av tidsseriedata där ett RNN modell meden LSTM arkitektur är oftast den självklara vägen att ta. Dock så är denna arkitektur väldigt resurskrävande för applikationer i realtid och gör att det uppstår problem med resursbegränsad hårdvara. Detta examensarbete är utfört i samarbete med Wrlds Technologies AB. På Wrlds så körs deras maskin inlärningsmodeller på molnet och lokalt på mobiltelefoner. Wrlds har nu påbörjat en resa för att kunna köra modeller direkt på små inbyggda system. Examensarbete kommer att utvärdera en FastGRNN som är en NN-arkitektur utvecklad av Microsoft i syfte att användas på resurs begränsad hårdvara. FastGRNN algoritmen jämfördes med andra högkvalitativa arkitekturer som RNNs, LSTM, GRU och en simpel RNN. Träffsäkerhet, klassifikationstid, minnesanvändning samt energikonsumtion användes för att jämföra dom olika varianterna. Detta arbete kommer bara att utvärdera en FastGRNN algoritm på en Nordic SoCs och kommer att användas deras SDK samt Tensorflow Lite Micro. Resultatet från detta examensarbete visar att det utvärderade nätverket har liknande prestanda som ett LSTM nätverk men också att nätverket är betydligt mindre i storlek och därmed snabbare. Detta betyder att ett FastGRNN visar lovande resultat för användningen av rörelseigenkänning på inbyggda system med begränsad prestanda kapacitet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-325723 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Björnsson, Helgi Hrafn, Kaldal, Jón |
| Publisher | KTH, Mekatronik och inbyggda styrsystem |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:51 |
Page generated in 0.0027 seconds