在運動傳感領域,數據集在採樣率、窗口長度、傳感器類型、身體安裝位置乃至信號格式上存在巨大差異,導致每個任務都需要專門定製的模型,研究成果難以遷移。Inertia-1提出了一種統一的運動基礎模型,旨在通過一個受控空間研究運動模型的完整生命週期——包括數據、傳感、目標和規模——來解決這一碎片化問題。其核心思想是學習一種通用的表示形式,能夠適應不同的身體位置、設備和任務,遠遠超出訓練時的設置。
研究團隊在手腕加速度計數據上進行了大規模自監督預訓練,使用了超過1800萬小時來自全球多個隊列的數據。令人驚訝的是,這個在手腕上訓練出的模型可以直接泛化到頭部、胸部、背部、手臂、腿部等其他身體位置,以及陀螺儀、磁力計等傳感器,完全無需針對每個新位置重新訓練。此外,通過融合多個數據流——例如同時使用加速度計、陀螺儀和磁力計,或者多個身體位置的數據——學習到的表示變得更加準確,活動聚類也更加緊湊,因為每個數據流都捕捉到了互補的信息。
除了位置和傳感器的泛化能力,Inertia-1還強調了傳感設計選擇的重要性。研究發現,對於活動識別,即使在低至1 Hz的採樣率下,預訓練模型也能保持強性能;但對於更精細的健康信號,更高的採樣率更為有利。窗口長度方面,30到60秒的窗口在大多數任務中表現最佳,既能捕獲足夠的上下文信息又保持鋭度。在信號表示上,完整的三軸輸入始終優於壓縮的向量幅度摘要,因為額外的軸攜帶了有價值的信息。時域建模比頻域重構更能保留步態和健康線索。
Inertia-1的工作流程分為三步:首先在大規模加速度計數據上進行自監督預訓練;然後通過輕量調優或無調優將相同的表示遷移到新的位置、設備和採樣率;最後部署到各類應用,從健身追蹤到臨牀篩查。該模型代表了向統一運動基礎模型邁出的第一步,研究團隊開放了模型權重並邀請合作者共同探索這一方向。