I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 ,   p p .   39 3 ~ 40 4   I SS N:  2252 - 8 7 7 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct . v1 5 i 1 . pp 39 3 - 40 4          393       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Priva cy - preserv in g  f itness  recom me nda tion sy stem us ing   mo dified  sea g ull  mo na rch but terf l y  optimized    deep learning   mo del       E s m it a   G up t a ,   Sh ilp a   Sh i nd e   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   E n g i n e e r i n g ,   R a mr a o   A d i k   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   D .   Y .   P a t i l   d e e me d   t o   b e   U n i v e r s i t y ,   N e r u l ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 5 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 2 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  7 ,   2 0 2 5       Th is  p a p e p re se n ts  a   n o v e m o d i fied   se a g u ll   m o n a rc h   b u tt e rfl y   o p ti m iza ti o n   (M S M BO)  a lg o r it h m ,   wit h   a   m u lt i - o b jec ti v e   fo c u o n   p ri v a c y   a n d   p e rso n a li z a ti o n   in   t h e   fit n e ss   re c o m m e n d e sy ste m   u sin g   a   re fin e d   th re e - ti e r   d e e p   lea rn i n g   str u c tu re .   Th e   m e th o d   is  d iv id e d   in to   th re e   p h a se s.  In   t h e   first   p h a se ,   fit n e ss   d a ta  fro m   we a ra b le  d e v ice u n d e rg o e p re p ro c e ss in g   t o   e li m in a te  n o ise   a n d   sta n d a rd ize   fe a tu re s.  T h e   se c o n d   p h a se   in c o rp o ra tes   imp ro v e d   e ll i p ti c   c u r v e   c ry p to g ra p h y   (IE CC)  a l o n g sid e   t h e   M S M BO   to   e n c ry p t   u se d a ta  se c u re ly ,   e n su rin g   p ri v a c y   i n   c l o u d   st o ra g e .   T h is  p h a se   a lso   e n h a n c e n e u ra n e two r k   p e rfo rm a n c e   b y   o p t imiz in g   we ig h ts  a n d   h y p e r p a ra m e ters   th ro u g h   fe a tu re   se lec ti o n ,   e ffe c ti v e ly   re d u c in g   d a ta   c o m p lex it y   wh il e   b o o stin g   a c c u r a c y .   In   t h e   th ird   p h a se ,   Co n v Ca p e x trac ts   sp a ti a d a ta  fe a tu re s,  wh il e   Bi - LS TM   id e n ti fies   tem p o ra d e p e n d e n c ies .   Th e   p ro p o se d   sy ste m   b a lan c e m u lt i p le  o b jec ti v e li k e   n o v e lt y ,   a c c u ra c y ,   a n d   p re c isio n ,   w h il e   sa fe g u a rd i n g   u se d a ta  th ro u g h   ro b u st  e n c ry p ti o n .   Wi th   th e   e x p e rime n tal  fin d in g s,  o u su g g e ste d   m e th o d   p e rf o rm b e tt e th a n   c u rre n t   e x isti n g   m o d e ls,  e sp e c ially   in   h e a rt  ra te  p re d ictio n   a n d   fit n e s p a tt e rn   id e n ti fica ti o n .   Th e   o v e ra ll   o u tc o m e   m a k e th e   sy ste m   id e a fo r   p riv a c y - c o n sc io u s,   p e rso n a li z e d   fit n e ss   re c o m m e n d a ti o n s.  T h e   m o d e l sh o ws   sig n ifi c a n t   imp r o v e m e n i n   m e a n   sq u a re d   e rro (M S E) ,   n o rm a li z e d   m e a n   sq u a re d   e rro r   (NMS E) ,   a n d   m e a n   a b so lu te  p e rc e n tag e   e rro ( M A P E),   t h u s   v e rify i n g   i ts effe c ti v e n e ss   in   se c u re ,   re a l - ti m e   fit n e ss   trac k in g .   K ey w o r d s :   Bi - L STM   Fit n ess   r ec o m m en d er   s y s tem   I E C C   Mo d if ied   SMB O   O - R NN   T h r ee - tier - d ee p   lear n i n g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   E s m ita  Gu p ta    Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   E n g i n ee r in g ,   R am r a o   Ad ik   I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   D.   Y.   Patil De em ed   to   b Un i v er s ity   Ner u l,  Nav i M u m b ai,   I n d ia   E m ail: e s m ita. g @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h in teg r atio n   o f   f itn ess   an d   tech n o lo g y   h as   b r o u g h t   in   a   n ew  wa v f o r   p eo p le  to   en h an ce   th eir   p h y s ical  ex er cise  d aily   r o u tin es  in   tim o f   r ap id   tech n ic al  b r ea k th r o u g h s   an d   an   in cr ea s in g   em p h asis   o n   p er s o n al  h ea lth   a n d   well - b ei n g   [ 1 ] .   T h e   em er g en ce   o f   p e r s o n alize d   f itn ess   r ec o m m e n d er   s y s tem s ,   wh ich   p r o m is cu s to m ized   an d   ef f ici en tr ain in g   r ec o m m en d atio n s   b ased   o n   p r e f er en ce s ,   f itn ess   lev els,  an d   g o als,  is   ev id en ce   o f   th is   tr an s f o r m ati v in ter s ec tio n   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Alth o u g h ,   th er is   s ig n if ican co n ce r n   r aised   b y   t h is   in n o v ativ e n v ir o n m en is   s af eg u ar d in g   u s er   p r iv ac y   in   w o r ld   th at  is   g r o win g   m o r d ata - d r iv en .   I n   r esp o n s e   to   th is   co n ce r n ,   an   in n o v ativ e   s o lu tio n   is   in tr o d u ce d   to   ad d r ess   th p r o b lem   ef f ec tiv ely .   As  m o r a n d   m o r e   in d iv id u als  r ely   o n   d ig ital  p latf o r m s   f o r   f itn ess   g u id a n ce ,   it s   cr itical  to   f in d   b alan ce   b etwe en   th ad v an tag es  o f   cu s to m ized   r e co m m en d atio n s   an d   t h p r o t ec tio n   o f   s en s itiv p e r s o n al  i n f o r m atio n   [ 4 ] ,   [ 5 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 39 3 - 40 4   394   T h r esp o n s es  d ef in ed   u s es  u s er s   p r iv ate  in f o r m atio n .   Ad d itio n ally ,   it  en a b les  th e m   to   s tar o n   f itn ess   jo u r n ey s   cu s to m ize d   as p er   th eir   n ee d s .   Desp ite  th g r o win g   ad o p tio n   o f   p e r s o n alize d   f itn ess   r ec o m m en d e r   s y s tem s   lev er a g in g   ad v an ce d   m ac h in lear n in g   a n d   d ata  an aly tics ,   m o s ex is tin g   s o lu tio n s   s tr u g g le  to   ef f ec tiv ely   b alan ce   p er s o n aliza tio n   with   r o b u s t,  m u lti - lay er e d   p r iv ac y   p r o tectio n .   W h ile  an o n y m izatio n   an d   e n cr y p ti o n   tec h n iq u es  h av b ee n   in d iv id u ally   ap p lied   in   p r ev io u s   s tu d ies,  th er e   r em ain s   s ig n if ican g a p   i n   th e   d e v elo p m e n o f   co m p r eh e n s iv e   f r am ewo r k s   th at   s im u ltan eo u s ly   in teg r ate  d if f e r en tial  p r i v ac y ,   en d - to - en d   en c r y p tio n ,   an d   d y n am ic  u s e co n tr o l m ec h an is m s .   Mo r eo v er ,   cu r r en s y s tem s   o f ten   f ail  to   ad d r ess   m u ltip le  c r itical  o b jectiv es  co n cu r r en tl y   s u ch   as   r ec o m m en d atio n   ac cu r ac y ,   d i v er s ity ,   an d   m o d el   in ter p r etab ilit y   with in   a   u n if ie d ,   p r iv ac y - ce n tr ic  ar c h itectu r e.   T h is   lim itatio n   b ec o m es  e v en   m o r e   s ig n if ican t   wh en   d ea li n g   with   s en s itiv f itn ess   d ata   s o u r ce d   f r o m   I o T - en ab led   wea r ab le  d ev ices,  wh er m ain tain in g   b o th   d ata  s ec u r ity   an d   r ec o m m e n d atio n   p er f o r m an ce   is   v ital.   I n   ad d itio n ,   t h u s o f   h y b r id   m etah eu r is tic  o p tim izatio n   tech n iq u es,   p ar ticu lar ly   th e   m o d if ied   s ea g u ll  m o n ar ch   b u tter f ly   o p tim izatio n   ( MSM B O) ,   in   co n ju n ctio n   with   p r iv ac y - p r eser v in g   d ee p   lear n in g   m o d els  s u ch   as  C o n v C ap s ,   B i - L STM ,   an d   Siam ese  im itatio n   n etwo r k s ,   r e m ain s   an   u n d er ex p lo r ed   d o m ain   in   f itn ess   r ec o m m en d er   s y s tem s .   T h is   p r esen ts   a   co m p ellin g   o p p o r tu n ity   to   ad v a n ce   th e   f i eld   b y   d ev elo p i n g   s ec u r e,   s ca lab le,   an d   p er s o n ali ze d   s o lu tio n s   th at  u p h o ld   u s er   tr u s t a n d   en g ag em en t.   T h m ain   p r i n cip le  h er is   t h s y s tem s   p r ec is s y n th esis   o f   m o d e r n   tech n o lo g y ,   alo n g   with   th en h an ch e d   p r i v ac y   m ea s u r es  [ 6 ] .   T h s y s tem s   f u n d am e n tal  ML   alg o r ith m s   an d   d ata  an al y tics   p r o ce s s   lar g e   v o lu m es  o f   u s er   d ata,   in clu d i n g   ex e r cise  h is to r y ,   p r ef er e n c es,  an d   h ea lth   m ea s u r es  [ 7 ] ,   [ 8 ] .   T h is   lead s   to   th cr ea tio n   o f   h i g h ly   p er s o n aliz ed   ex er cise  p lan s   th at  m a x im ize  f itn ess   r esu lts .   Ho wev er ,   th is   s y s tem s   f ir m   d ed icatio n   to   u s er   p r iv ac y ,   attain ed   th r o u g h   v ar i o u s   ap p r o a ch es,  s ets  it  ap ar t.  Saf eg u ar d in g   u s er   in f o r m atio n   is   th e   k ey   p r in cip le  with in   o u r   in n o v ativ f r a m ewo r k   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   T h s y s tem   wo r k s   in   ce r tain   way s   s u ch   th at  it  s ep ar ates  u s er - s p ec if ic  d ata  f r o m   th p er s o n ally   i d en tifia b le   d ata  u s in g   a d v an ce d   an o n y m izatio n   tech n iq u es  an d   en s u r es  th at  in d iv id u al   id en titi es  r em ain   h id d e n   e v en   in   th ca s o f   d ata  b r ea ch es  [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .     T h is   ef f ec tiv ely   en h an ce s   th co n f id en ce   o f   th u s er   an d   also   p r o m o tes  s en s o f   s ec u r ity ,   wh ich   was  cr u cial  f o r   th s y s tem s   s u cc ess   [ 1 3 ] .   T h s y s tem   wo r k s   ef f ec tiv e ly   b y   u s in g   m o d e r n   en c r y p ti o n   m ec h a n is m s   to   p r o tect  u s er s   s en s itiv d ata  f r o m   an y   u n au t h o r ized   ac ce s s   [ 1 4 ] .   E n d - t o - en d   e n cr y p tio n   h elp s   p r o tectin g   th e   co m m u n icatio n   b etwe en   u s er s   an d   th e   s y s tem   wh ile  p r ev en tin g   a n y   p o s s ib le  attac k er s   f r o m   in ter ce p tin g   s en s itiv in f o r m atio n   [ 1 5 ] .     T h s y s tem   em p lo y s   d if f er en tial  p r iv ac y   tech n iq u es  wh ic h   ad d   r an d o m   v ar iatio n s   to   ag g r eg ated   in f o r m atio n   wh ich   in   tu r n   p r o tect  in d iv id u al  p r iv ac y   wh ile  an aly zin g   u s er   d ata.   T h is   ap p r o ac h   p r eser v es   o v er all  d ata  p atter n s   with o u r ev ea lin g   s p ec if ic  u s er   d etails.  T r an s p ar en c y   an d   u s er   e n g ag e m en ar in c r ea s ed   wh en   p e o p le  h av c o n tr o l   o v er   th d at th at  is   g ath er ed   a n d   h o it  is   u tili ze d   u s in g   f l ex ib le  au th o r izatio n   s tr u ctu r e.   Sen s itiv in f o r m atio n   ca n   o n ly   b ac ce s s ed   b y   au t h o r ized   p er s o n n el  th an k s   to   r o b u s au th en ticatio n   p r o ce d u r es a n d   ac ce s s   co n t r o l s .     T h p r o p o s ed   wo r k   e n h an ce s   p r iv ac y   o f   th u s er   u s in g   I E C C   an d   MSM B f o r   s ec u r in g   d ata  th r o u g h   en cr y p tio n   an d   d ec r y p tio n .   I ef f ec tiv ely   ad d r ess es  ac cu r ac y   an d   d i v er s ity   in   f itn ess   r ec o m m en d atio n s ,   u s in g   th r ee - tier   d ee p   lea r n in g   m o d el  wh ich   co m b i n es  two   al g o r ith m s ,   n am ely ,   C o n v C ap s   an d   B i - L STM   to   im p r o v e   s u g g esti o n   q u ality .   r e c u r s i v e   f e a t u r e   e l i m i n a t i o n   ( R F E )   r ed u ce s   f ea tu r e   s p ac e,   b o o s ts   ef f icien cy ,     an d   p r ev en ts   o v er f itti n g .   A n o n y m ized   d ata  f r o m   I o T   d ev ices  en s u r es  p r iv ac y   wh ile  m ak in g   p e r s o n alize d   r ec o m m en d atio n s   with o u id e n tity   d ata   [ 1 6 ] T h MSM B alg o r ith m   in teg r ates  SOA  an d   MBO  f o r   b etter   o p tim izatio n ,   y ield i n g   ac cu r at an d   d i v er s f itn ess   s u g g esti o n s .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   n o v el  m eth o d   o f   in d ir ec f it n ess   tr ac k in g   m eth o d   u tili zin g   m m - wav r a d ar   s en s o r s   was  p r ev io u s ly   in tr o d u ce d   in   2 0 2 1   b y   T iwar an d   Gu p ta  [ 17 ] .   T h ee y   u s ed   d ee p   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs)  to   d is tin g u is h   d if f er en ex e r cises   wh ile  u s in g   r ea l - tim r ad ar   d ata.   T h eir   p r o p o s ed   m eth o d   d escr ib ed   r ea s o n ab ly   p r ice  r ed u ctio n   f o r   cu s to m ar y   b o d y - w o r n   f itn ess   tr ac k er s .   T h e   W FP m eth o d   f o r   p r ec is r ea l - tim h ea r r ate  t r ac k in g   was  i n tr o d u ce d   b y   T em k o   [ 18 ]   in   2 0 1 7 .   W FP d r asti ca lly   lo we r s   er r o r   r ates  u s in g   W ien er   f ilter in g ,   p h ase  v o co d er ,   an d   u s er - ad a p tiv p o s t - p r o ce s s in g ,   m ak in g   it  p o ten tial  f o r   wea r ab le  h ea lth   m o n ito r in g .   Ye  an d   Z h en g   [ 19 ]   cr ea ted   an   ac cu r ate  Hu m an   Gestu r R ec o g n itio n   s y s tem   in   2 0 2 2   u s in g   cu ttin g - ed g alg o r ith m s .   T h i s   s tr ateg y   im p r o v es  co m p r e s s io n   an d   r ec o g n itio n ,   s o lv i n g   d if f icu lties   in   ex er cisi n g   wh ile  r ec o g n izin g   a   p er s o n s   p o s itio n .   Ad v an ce d   n o n - c o n tact  h ea r r ate   m ea s u r in g   m eth o d s   th at  co m b in ad a p tiv s k in   co lo r   r ec o g n itio n   with   f r eq u en c y - d o m ain   p u ls r ate  ap p r o ac h es  wer in tr o d u ce d   in   2 0 2 2   b y   C h o u   et  a l.   [2 0 ] .   B y   im p r o v in g   ac cu r ac y ,   th ese  ad v a n ce s   s tr en g th en   th C ADN  DSS  s tr ateg y .   T h ey   o u tp er f o r m e d   p r e v io u s   C ADN  D S S   ap p r o ac h es  in   r ea l - tim e   ex p e r im en ts ,   d em o n s tr atin g   s u p e r io r   p u ls r ate  m ea s u r em e n w ith   m ea n   a b s o lu te   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P r iva cy - p r eser vin g   fitn ess   r ec o mme n d a tio n   s ystem  u s in g   mo d ified   s ea g u ll mo n a r ch   … ( E s mita   Gu p ta )   395   er r o r s   an d   r o o m ea n   s q u ar e   er r o r s   ( MA E /R MSE )   o f   2 . 1 1 /2 . 9 3 ,   2 . 4 3 /3 . 4 4 ,   an d   2 . 2 6 /3 . 4 5   b p m   f o r   cy cle,   s tep p in g ,   a n d   tr ea d m ill  wo r k o u ts ,   r esp ec tiv ely .   T h o m as  a n d   Go p [ 2 1 ]   d ev elo p ed   a   u n iq u s p ar s s ig n al  ex tr ac tio n   an d   p h ase - b ased   HR   est im atio n   m eth o d   th at  esti m ates H R   with   g o o d   ac cu r ac y   u s in g   o n ly   two   PP G   s ig n als.  T h eir   s tr ateg y   o u t p er f o r m ed   th s tate - of - th e - ar t   m et h o d s   with   a n   av e r ag e   r elativ er r o r   o f   0 . 8 5   B PM  an d   a n   a v er ag e   ab s o lu te   er r o r   o f   1 . 0 0   B PM.   San et  a l.   [2 2 ]   p r esen te d   a   s o lu tio n   th at  c o u ld   b e   im m e d iately   im p lem en ted   o n   th m a r k et   an d   ef f ec tiv ely   r e d u ce d   C GM   in ac cu r ac y   d u r in g   ex er cise  th s am y ea r .     Ko n g   an d   C h o n   [ 2 3 ]   p u b lis h ed   b ea t - to - b ea tech n iq u e   th at  u s ed   tim e - f r eq u en c y   s p ec tr u m   esti m atio n ,   m o tio n   ar tifa ct  co r r ec tio n ,   a n d   p o s t - p r o ce s s in g   to   ca p tu r im m ed iate  h ea r r ate  f lu ctu atio n s   p r ec is ely .     I n   co m p ar is o n   to   s im ilar   alg o r ith m s ,   th eir   ap p r o ac h   p r o d u ce d   n o ticea b le  im p r o v e m en ts .   Pro ch áz k et  a l.   [2 4 ]   in v esti g ated   p atter n   r ec o g n itio n   in   r e h ab ilit atio n   u s in g   h ea r r ate  a n d   th er m al   ca m er d ata.   T h r esear ch   g r o u p   ap p lied   ML   alg o r ith m s   f o r   th er m al  ca m er tem p er atu r r an g id en tific atio n   an d   a d ap tiv im a g p r o ce s s in g   f o r   b r ea th in g   f r eq u e n cy   ass e s s m en t.  ex am in i n g   5 6   s ets  o f   4 0 - m in u te  ex e r cise   cy cle  r ec o r d s .   On e   o f   th eir   k ey   f in d in g s   wer e   2 1 - s ec o n d   m ea n   h ea r r ate   d elay   an d   in cr ea s es  in   b r ea th i n g   tem p er atu r ( 1 6 7   s ec o n d s )   an d   f r e q u en c y   ( 4 9   s ec o n d s ) ,   wh ich   lin k e d   b etwe en   e x er cise  ac tiv ity   an d   p h y s io lo g ical  f u n ctio ns   [ 2 5 ] .   I n   an o th er   wo r k ,   L ee   et  a l.  [2 6 ]   p r o p o s ed   u n iq u m u ltich a n n el - PP s en s o r   in   th y ea r   2 0 1 8   th at  u s es  tr u n ca ted   s in g u lar   v alu e   d ec o m p o s it io n   ( SVD)   t o   esti m ate  h ea r r ate  d u r i n g   v ig o r o u s   ac tiv ity   p r ec is ely   [ 2 7 ] .   T h is   s en s o r   d is p lay ed   o u ts tan d in g   HR   esti m atio n   ac cu r ac y ,   ac h iev in g   a n   av e r ag e   ab s o lu te  er r o r   o f   0 . 9 4   b ea ts   p er   m in u te,   th an k s   to   r ea l - tim m o n ito r in g ,   m icr o c o n tr o ller - b ased   d en o is in g ,   an d   th in clu s io n   o f   ac ce le r atio n   s ig n als.   San d s   et  a l.   [ 28 ]   g iv es  d etailed   r ec o m m en d atio n   f o r   m an ag in g   a n d   m ea s u r in g   p e r f o r m an ce   o f   th ath elete s   f o r   m o n ito r in g   a n d   tr ain in g .   Pro b lem   Statem en t:  I n   t h m o d er n   d ig ital   h ea lth   an d   f itn ess   er a,   in teg r atin g   tech n o lo g y   with   p er s o n alize d   r ec o m m en d atio n s   h as  en ab led   in d iv id u als  to   o p tim ize  th eir   p h y s ical  f i tn ess   r o u tin es.  Ho wev er ,   th is   ad v an ce m en r aises   cr itical  co n ce r n   r eg ar d in g   t h p r i v ac y   an d   s ec u r ity   o f   p er s o n al  d ata.   I ts   d if f icu lt  to   b alan ce   u s er   p r iv ac y   with   p e r s o n alize d   r ec o m m en d atio n s   b u in tr o d u ce s   ce r tain   d r awb ac k s .   I m ig h lim it  th s y s tem s   a cc ess   to   co m p r eh en s iv u s er   d ata,   co m p r o m i s in g   r ec o m m e n d atio n   ac c u r a cy   [ 6 ] .   I n teg r atin g   p r iv ac y   m ea s u r es  ca n   lead   t o   co m p le x ity   an d   s lo wer   p e r f o r m a n ce ,   af f ec tin g   r ea l - tim in ter ac tio n s   [ 2 9 ] Strin g en p r iv ac y   m ea s u r es  co u ld   d is r u p u s er   en g ag em en an d   d ata   s h ar in g   f o r   c o llab o r ativ i n s ig h ts .     User s   m ay   r esis s h a r i n g   t h e i r   p r i v a t e   d a t a ,   i m p a c t i n g   t h e   q u a l i t y   o f   r e c o m m e n d a t i o n .   T h e   i m p l e m e n t a t i o n r e s o u r c e   i n t e n s i t y   c o u l d   l e a d   to   h i g h e r   c o s t s ,   a n d   f i n d i n g   t h e   r i g h t   b a l a n c e   b e t w e e n   p r i v a c y   a n d   f u n c t i o n a l i t y   i s   c h a l l e n g i n g   [ 1 4 ] .       3.   M E T H O D   T h i s   s t u d y   p r o p o s e s   a   p r i v a cy - p r e s e r v i n g   f i t n e s s   r e c o m m en d a t i o n   s y s te m   u s i n g   a   t h r e e - t i e r   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l   e n h a n c e d   b y   th e   M S MBO   a l g o r it h m .   T h e   m e t h o d   i s   d e s i g n e d   t o   e n s u r r e p r o d u c i b i l i t y   a n d   s e c u r e ,   p e r s o n a li z e d   r e c o m m en d a t i o n   g e n e r a t i o n .   A   s y s t e m   u t i l i zi n g   a   t h r e e - t i e r   d e e p   l e a r n i n g   f r a m e w o r k   t o   p r e d i c t   w o r k o u t   r o u t e s   a n d   h e a r t   r a t es ,   l e a r n i n g   f r o m   r e al   Fi tb i t   w o r k o u t   d a t a   w h i l e   c o n s i d er i n g   u s e r   a n d   r o u t e m b e d d i n g s .   T h e   c h a l l e n g es   in v o l v e   b a l a n c i n g   p e r s o n a l i z at io n   a n d   p r i v a c y ,   o p t i m i z i n g   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l s   f o r   a c c u r a t e   p r e d i c t i o n s ,   a n d   h a n d l i n g   u s e r   d a t a   s e n s i ti v i t i es   i n   a   p r i v a c y - c o n s c i o u s   m a n n e r .   T h e   r e s e a r c h   p r e s e n t s   a   p r i v a c y - f o c u s e d   p e r s o n a l i z e d   f i t n es s   r e c o m m e n d a ti o n   s y s t e m   b y   i n t r o d u c i n g   M S MB O   a l g o r i t h m   f o r   o p t i m i z i n g   t h e   p r o c es s   o f   k e y   g e n e r a t i o n   b y   b a l a n c i n g   ex p l o r a t i o n   a n d   e x p l o i t a ti o n   a n d   a l s o   i n t e g r a t i n g   it  w i t h   t h r e e - ti e r   d e e p   l e a r n i n g   a r c h i t e c t u r e .   T h is   f r a m e w o r k   e n h a n c e s   t h e   u s e r   e x p e r i e n ce   w h i l e   s a f e g u a r d i n g   s e n s i t i v i n f o r m a t i o n   d u r i n g   f i t n e s s   r e c o m m e n d a ti o n s .   T h e   g e n e r a l   a r c h i t e ct u r e   p r o p o s a l   is   d e p i ct e d   v ia  s c h e m a ti c s   i n   F i g u r e   1 .   T o   b e g i n ,   w e   p r o v i d e   a   b r i e f   o v e r v i e w   o f   t h e   m e t h o d o l o g i c a l   w o r k f l o w   p r e s e n t e d   i n   t h is   m a n u s c r i p t ,   o u t li n i n g   e a c h   s t a g e   f r o m   d a t a   a c q u i s i t i o n   t o   m o d e l   e v a l u a ti o n .           Fig u r 1 .   Pro p o s ed   m et h o d     Da t a   C ol l e c t i on P r i va c P r e se vi ng P r e - P r oc e ss i ng R out e   R e c om me nda t i on He a r t  R a t e   P r e dic t ion Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 39 3 - 40 4   396   3.1.   Da t a - prepro ce s s ing   a n d det a ils   o f   a lg o rit hm s   3 . 1 . 1 .   P re - pr o ce s s ing   T o   i m p r o v e   q u a l i t y ,   d a t a   p r e p r o c e s s i n g   i s   u s e d   t o   t h e   b as i c   f i tn e s s   d at a s et   g a t h e r e d   f r o m   w ea r a b l e   I o T   d e v i c e s   f o r   t h is   s t u d y .   T o   s ta r w i t h ,   a   n o is r e m o v a l   t e c h n i q u e   i s   u s e d   t o   r e m o v a n y   u n d es i r a b l o r   i r r el e v a n t   s i g n a ls   w h i c h   c o u l d   as   o n   t o   th e   s k e w n es s   o f   t h e   d a ta .   N e x t ,   u s i n g   s t a n d a r d iz a t i o n   t ec h n i q u e   i t   is   t h e n   u s e d   to   m a k e   s u r e   t h a t   e v e r y   f e a t u r e   i s   s c a l e d   u n i f o r m l y ,   w h i c h   r e d u c e s   t h e   p o s s i b i li t y   o f   b i a s   b r o u g h t   o n   b y   d i f f e r e n m e a s u r e m e n u n i t s .   L as t l y ,   n o r m a l i z a t i o n   m a k e s   i p o s s i b l e   f o r   f a i r   c o m p a r is o n s ,   a n d ,   a d d i t i o n a ll y ,   t h d e p e n d a b l e   a n a l y s is   i n   a   v a r ie ty   o f   a r e a s   w h i le   c o n v e r t i n g   t h e n t i r e   d a t a   t o   f al l   i n s i d e   a n   e x p e c t e d   r a n g e .     3 . 1 . 2 .   P riv a c y   p re s er v ing   wit h M S M B O   a nd   I E CC   T o   i n c r e a s e   e f f i c ie n c y   a n d   p r i v a c y ,   E l l i p t i c   C u r v e   C r y p t o g r a p h y   h a s   b e e n   e n h a n c e d   u s i n g   t h e   M S MB O   m e t h o d .   T h u s ,   t h is   s y s t e m   u s es   t h o p t i m iz a t i o n   f ea t u r e s   o f   MS MB O   t o   i m p r o v t h e   p r o d u c t i o n   o f   p r i v a t e   k e y s   i n   E C C   s t r u c t u r e .   S e a g u l l   o p ti m i z at i o n   a l g o r it h m s   ( SO A )   a n d   m o n a r c h   b u t t e r f l y   o p t i m iz a t i o n   ( M B O )   w o r k   t o g e t h e r   t o   e f f i c ie n t l y   e x p l o r e   a n d   e x p l o i t h e   cr y p t o g r a p h i c   s p a c e ,   g e n e r a t i n g   k e y s   t h a t   d e c r e a s e n c r y p t i o n   t i m e   a n d   i n c r e as e   d a t a   s ec u r i t y .     3 . 1 . 3 .   M SM B O - ba s ed  priv a t k ey   g ener a t io n   T w o   n a t u r e - i n s p i r e d   SO A   a n d   M B O   a r e   i n t e g r a t e d   t o   c r e a te  M S MB a l g o r i t h m .   B y   i n t e g r a t i n g   t h e   a d a p t i v e   e x p l o r a ti o n   b e h a v i o r   o f   S O A   a n d   t h e   s t r u c t u r e d   s ea r c h   m e c h a n i s m   o f   MB O .   M S MB O   d y n a m i c al l y   i m p r o v e s   k e y   g e n e r a t i o n   by  o p t i m i z i n g   b o t h   s ec u r i t y   a n d   e n c r y p t i o n   t i m e .   MS MB O   alg o r i t h m   f o c u s es   on  m i n i m i z i n g   t h e   e n c r y p t i o n   t im e   w h i c h   is   i m p o r t a n t   f o r   th e   o p e r a t i o n s   b e i n g   p e r f o r m e d   i n   c r y p t o g r a p h m a n a g i n g   b i g   d a t a .   F o l l o w i n g   a r e   t h e   w o r k f l o ws   f o r   t h e   k e y - g e n e r a t i o n :     I n i t i a li z a t i o n s e t   t h e   p o p u l a ti o n   s i ze   ,   m a x i m u m   n u m b e r   o f   i t e r a ti o n s    .   I n i t ia l i ze   t h p o s it io n   ( ) a n d   v e l o c i t y     o f   e a c h   s e a g u l l   r an d o m l y   w i t h i n   t h e   s e a r c h   s p ac e .   A   p o p u l a t i o n   i n   GS A   c o n t ain s     p a r t i c le s .     E v a l u a t i o n :   e v a l u a te   t h e   f i t n e s s   o f   e a c h   s e a g u l l   b a s e d   o n   t h o b j e c t i v e   f u n c t i o n   t o   m i n i m i ze   t h e   e n c r y p t i o n   t i m e :        =     ( )   ( 1 )     H e r e   t h e   g o a l   is   t o   f i n d   t h e   o p tim a l   s et   o f   p a r a m e t e r s   ( o r   k e y )   t h a t   m i n i m i z es   t h e   e n c r y p ti o n   t im e .     Mig r atio n   ( ex p lo r atio n )   p h ase   in   s ea g u ll in s p ir ed   o p tim izatio n   I n   t h i s   p h a s e ,   t h e   s e a r c h   a g e n ts   i n   a c ts   t h e   m i g r at i o n   o f   s e a g u l l ,   p r e v e n t i n g   c o l l is i o n s   w h il s e a r c h i n g   n e w   a r e a s .   T o   a v o i d   c l u s t e r i n g   a n d   s u b s t i t u t e   e x p l o r a ti o n ,   e a c h   a g e n t s   l o c a t i o n   is   a d j u s t e d   s o   t h a t   t h e y   d o   n o t   c o l l i d e :     = × ( )   ( 2 )     H e r e ,   s c   d e n o te s   a   c o l l is i o n - f r e e   p o s i ti o n   f o r   a   s e a r c h   a g e n t ,   w h i l e   s p   r e p r es e n ts   t h e   c u r r e n t   a g e n t   p o s i t i o n .   T h e   v a r i a b l e   x   s i g n i f i e s   t h e   o n g o i n g   i t e r a ti o n ,   a n d   V   s y m b o li z e s   t h e   a g e n t s   m o v e m e n t   b e h a v i o r   w i t h i n   t h e   s e a r c h   s p a c e .   I n   ( 3 )   e n s u r e s   n o n - c o l l is i o n   m o v e m en t   w h i l e   it e r a ti n g   t h r o u g h   t h e   s e a r c h   p r o c e s s .     = ( × ( /  ) )   ( 3 )     T h u s ,   g r a d u a l l y   d e c r e as e s   t h e   s e a r c h   a g e n t s   m o b i li t y ,   r a is i n g   s t e a d i n ess   i n   t h e   s u b s e q u e n t   s te p s   o f   o p t i m i z at i o n .     Dir ec tio n al  m o v em e n t to war d   b est n eig h b o r   F o l l o w i n g   c o l l is i o n   a v o i d a n c e ,   e a c h   s e a r c h   a g e n ts   o r i e n ts   t h em s e l v es   t o wa r d s   t h o p t i m al   d i r e c t i o n   o f   t h e   b e s t   n ei g h b o u r ,   p r o m o t i n g   c o n v e r g e n c e   t o w a r d s   p r o m i s i n g   r e g i o n s   o f   t h e   s o l u ti o n   s p a c e   a s   p e r   ( 4 ) .     = ×  ( ) × ( )   ( 4 )     H e r e ,     d e n o t e s   t h e   r e o r i e n t at i o n   o f   s e a r c h   a g e n t     t o w a r d s   t h p o s i t i o n   o f   t h e   f i t t es t   s e a g u ll   T h e   i n f l u e n c e   o f   t h is   m o v e m e n t ,   d e n o t e d   a s   ,   i s   s u b j e c t   to   r a n d o m i z a t i o n ,   e n s u r i n g   b a l a n c e   b e t we e n   e x p l o r a t i o n   a n d   e x p l o i t a ti o n .   T h e   c o m p u t a t i o n   o f     is   g i v e n   as   p e r   ( 5 ) .     = 2 × 2 ×    ( 5 )       E x p lo itatio n   p h ase  ( attac k in g )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P r iva cy - p r eser vin g   fitn ess   r ec o mme n d a tio n   s ystem  u s in g   mo d ified   s ea g u ll mo n a r ch   … ( E s mita   Gu p ta )   397   I n s p i r e d   b y   f o r a g i n g   b e h a v i o r   o f   s e a g u l l ,   t h e   a g e n t s   e m b r ac e   a n   e x p l o i t a t i o n   a p p r o a c h   b y   s p i r a l i n g   a r o u n d   o p t i m a l   p o i n t s :     =  ×    ( )   ( 6 )     =  ×    ( )   ( 7 )     =  ×   ( 8 )      = ×    ( 9 )     W h e r e      d e n o t e d   t h e   d i a m e t e r   o f   e a c h   s p i r a l   t u r n   a n d     d e n o t e d   a   r a n d o m   v a l u e   f a l l i n g   w it h i n   th e   r a n g e   o f   [ 0 2 ] .   W h e r e     w a s   u s e d   a s   t h e   b a s e   f o r   t h e   n a t u r a l   l o g a r i t h m ,          w e r e   t h e   c o n s t a n ts   u s e d   t o   d e f i n e   t h e   s p i r al   s h a p e .   F i n a l l y ,   t h e   p o s it i o n   i s   u p d a te d   a n d   t h e   u p d ated   p o s itio n   f o r   ea ch   ag en t is d eter m i n ed   as   ( 1 0 ) .     ( ) = ( × × × ) +  ( )   ( 1 0 )     T h i s   s y s t e m   m i n i m i z e s   e n c r y p t i o n   t i m e   a n d   e n h a n c e s   d a t a   p r o t e c t i o n   t h r o u g h   r o b u s t   c r y p t o g r a p h i c   m e a s u r e s ,   s a f e g u a r d i n g   u s e r   p r i v a c y   e f f e c t i v e l y .   A l g o r it h m   1   p r o v i d e s   t h e   s te p s   f o r   t h e   M S MBO - b a s e d   p r i v a t e   k e y   s e l e ct i o n   p s e u d o c o d e .     A l g o r i t h m   1 .   M S MBO - b a s e d   p r i v a t e   k e y   s el e c ti o n   p s e u d o c o d e   Input: s eagull  popu lation   Output:  optima l sea rch ag e nt   Procedur e:  M S MB O - b as e d   p ri v a t e   k e s e l e ct i o n     Initiali ze par amete rs     Calculat e fitn ess   = m i n   ( T i m e )   Sort the  seagu ll po pulati o n based  on  f i tn e s s  v a l u e s   i.   Proposed  Migra tion    E x p lo r a t i o n   Enhances  explo rator y move m ent   For each  seagu ll ag ent   a.   Avoid co llisio ns us ing Eq .  ( 2 )   a n E q .   ( 3 ).   b.   A f t e r   co l l i s io n   a vo i d a n ce ,   a g e n ts   a l ig n   w it h   t he   be s t   n e ig h b o t o   co n v e r ge   a s   per Eq.  ( 4 ).   c.   T h e  r e o r i e nt a t i on  o f   t h e  s e a r c h  a g e n t  t ow a r d  t h e  f it t e s t  s e a g u ll  i s  r a n d o m,  a s   per Eq.  ( 5 ).   d.   S e a r c h   a g en t s   a i m   to   s t a c l o s e   t o   t h e   op t i m a l   so lu t i o n ,   a i di n g   c o nv e r g e nc e,   as per E q. ( 6 ).   ii.   Proposed  Attac king    E x p lo i t a t i o n   Enhance  iterat ive a ttacks   with upd ated m emory  pool  o ptimi z a ti o n        F o r  e a c h   se a g u ll   a g e nt   a.   Simulate  attac king  behavi o r using  Eq. ( 7 )   t o  E q .   ( 9 )   b.   Calculat e the  curre nt pos i tions of  searc h age nts as   per Eq.  ( 10 )   c.   S O A   e n h a nc e d   w i t h   M B O :   Ba l a n c i n g   E x p l o ra t i o n   an d   E x p l o i t at i o n   f or   E f f i ci e nt   Problem  Solvin g   Return  th e   o p ti m a l  s e a r c a g e n t   o k e y   End proc edure       A u t h e n t i c at i o n   T h e   p r o c e s s   i n v o l v e s   a c c e s s   a u t h o r i z a t i o n   f o r   r e s o u r c e s   a n d   d a t a .   U s e r s     a n d     p i c k   e l l i p t i c   c u r v e   p a r a m e t e r s ,   w i t h     c h o o s i n g      a n d   s e n d i n g   i t   t o   .   P r i v a t e   k e y s ,   e s t a b l i s h e d   i n d i v i d u a l l y   u s i n g   M S M B O ,   r e m a i n   s e c r e t .   U s e r s   c o m p u t e   p u b l i c   k e y s   u s i n g   p r i v a t e   k e y s   a n d   k e y   p o i n t s ,   e x c h a n g i n g   t h e m .   V e r i f i c a t i o n   p o i n t s   a r e   d e t e r m i n e d   u s i n g   s p e c i f i e d   e q u a t i o n s ,   e n s u r i n g   s e c u r e   a c c e s s   c o n t r o l   a n d   d a t a   p r o t e c t i o n   a s   p e r   (1 1 )   a n d   (1 2) .      =     (1 1 )      =     (1 2 )     W h e r e      a n d      s t a n d   f o r   u s e r s     a n d     f i n a l   p o i n t s   o f   v e r i f i c a t i o n ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e   s h a r e d   s e c r et   k e y   i d e i s   t h e n   a p p li e d   a s   p e r   ( 1 3 ) .      =   =    =   =    ( 1 3 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 39 3 - 40 4   398   3 . 2 .     F e a t ure  ex t r a ct io n   T h e   r e s e a r c h   u t i li z es   C o n v C a p s   f o r   h i e r a r c h i c a f e a t u r e   e x t r ac t i o n   a n d   B i - L S T M   t o   c a p t u r t e m p o r a d e p e n d e n c i e s ,   e n h a n c i n g   d a ta   a n a l y s is   b y   i d e n t i f y i n g   s p a t i a l   a n d   t e m p o r a l   p a t te r n s .   C o n v C a p s   e x t e n d s   t r a d i t i o n a l   C N Ns   t o   c a p t u r s p a t i al   s t r u c t u r es   i n   ti m e   s e r ie s   d a t u s i n g   c o n v o l u t i o n al   la y e r s   a n d   c a p s u l e s ,   c l u s t e r s   o f   n e u r o n s   t h a t   e n co d e   s p e c i f i c   d a ta   c o m p o n e n t s .   V a r i o u s   e x p e r i m e n ts   d e t e r m i n e d   t h e   o p t i m a c o n v o l u t i o n a l   l a y e r s   a n d   c o n f i g u r a t i o n s .   T h e   f i n a l   a r c h i t e ct u r e   i n t e g r a t e s   t h es e   d e e p   f e a t u r es   i n t o   e a c h   c a p s u l e,   e n a b l i n g   a   d et a i le d   t e m p o r a u n d e r s t a n d i n g   o f   a b s t r ac t   f ea t u r e s .   T h e   m o d e p r o c e s s e s   i n p u t   d a t a ,   r e d u c es  d i m e n s i o n s   t h r o u g h   M a x p o o l in g ,   a n d   u s e s   c o n v o l u t i o n a l   o p e r a t i o n s   t o   c r e a te   f e a t u r m a p s .   T h es e   m a p s   a r e   c o m b i n e d   t o   f o r m   a   c a p s u l e   l a y e r   t h a t   c a p t u r e s   c o m p l e x   d a t a   c h a r a c t e r is t ic s   l i k e   p o s i t i o n ,   s i z e ,   a n d   t e x t u r e .     T h e   B i - L S T M   n e t w o r k   p r o c e s s e s   s p a t i al   f e a t u r e s   i n d e p e n d en t l y   a n d   u s e s   t w o   L S T Ms   t o   c a p t u r e   b i d i r e c t i o n a r e l a t i o n s h i p s ,   f o r m i n g   d e e p   s p a t i a o - a n g u l a r   f e a t u r es .   T h i s   a p p r o a c h   h e l p s   m i t i g at e   i s s u es   l i k e   t h e   v a n is h i n g   g r a d i e n t   i n   t r a d i t i o n a l   R N Ns ,   m a k i n g   i t   e a s i e r   t o   l e a r n   s e q u en t i a l   p a t t e r n s .   E a c h   L S T M s   i n t e r n a l   m e m o r y   a n d   g a t e s   al l o w   e f f i c i e n t   d at a   h a n d li n g   a n d   u p d a t e s .   T h e   m o d e l   u s e s   R F E   t o   r e f i n e   e x t r a ct e d   f e a tu r e s ,   e n h a n c i n g   t h ov e r a l l   a c c u r a c y   a n d   e f f i ci e n c y   o f   t h e   s y s te m .     3 . 3 .     F e a t ure  s elec t io n   R F E   i s   e m p l o y e d   t o   m i t i g at e   th e   f e a t u r e   s p a c e s   c o m p l e x it y .   T h e   e x t r a c t e d   f e at u r e s   f r o m   t h e   p r e c e d i n g   p h a s e   a r e   g i v e n   t o   t h e   R F E   s o   t h a t   t h e   r e l e v a n t   f ea t u r e s   c a n   b e   s e l e ct e d .   T h is   t e c h n i q u e   s y s te m a t i c al l y   a s s es s es  f e a t u r e   s i g n i f i c a n ce   f o r   ea c h   r e c o m m e n d a t i o n   c at e g o r y .   F e at u r e s   d e e m e d   l ea s c r u c ia l   a r i t e r at i v e l y   p r u n e d ,   e n h a n c i n g   t h e   m o d e l s   e f f i c ie n c y   a n d   i n t e r p r e t a b i l it y   w h i l e   p r e s e r v i n g   i ts   p r e d i c ti v e   c a p a b i li ty .   T h e   p s e u d o c o d e   f o r   R F E   is   g i v e n   i n   Al g o r i t h m   2 .     A l g o r i t h m   2 .   R F E   Use ever y feat ure t o trai n  the mod el.   Analyze  the ac curac y of t h e model   Determin e the  featu re s   im p o r t a n c t o   t he   m o de l   f o e a c h   f e at u r e   for Each  subse t siz     =   1 . . .   do   Keep the     most impo rtant  f eatures   Train th e mode l usi ng    f e at u r e s   Determin e the  model s   a c cu r a c y   end for   Calculat e the  accur acy pr o file ove r the    Determin e the  appro priate   number o f feat ures   Use the  model  corre spondi n g to the  optim al      R F E   i m p r o v es   c o m p u t a t i o n a e f f i c i e n c y   a n d   m o d e l   i n t e r p r e t a b i l it y   b y   r e d u c i n g   t h e   f e a t u r e   s p a c e c o m p l e x i t y .   R F E   m i n i m i z es   th e   p o s s i b il i t y   o f   o v e r f i t ti n g   a n d   i m p r o v e s   m o d e l   g e n e r a l i z at io n   b y   c h o o s i n g   t h e   m o s t   i n f o r m a t i v e   f ea t u r e s .     3 . 4 .     C l a s s i f i c a t i o n   I n   th is   p h ase,   th e   O - R NN  m o d el s   p er f o r m a n ce   is   s u b s ta n tially   im p r o v ed   th r o u g h   th e   MSM B O   alg o r ith m ,   o p tim izin g   t h n etwo r k   f o r   ef f ec tiv e   an al y s is   o f   s eq u en tial  d ata.   Usi n g   MSM B O,   SOA  f o c u s es  o n   o p tim izin g   th e   h y p er p a r am ete r s   lik lear n in g   r ate  a n d   m o m en tu m ,   wh ile  MBO  f in e - t u n es   th weig h ts   o f   th n etwo r k ,   th u s   e n ab lin g   p r ec i s ad ju s tm en ts ,   r esu ltin g   b ett er   ac cu r ac y   a n d   ef f ec tiv ely   h an d lin g   co m p lex ,   s eq u en tial d ata.   T h e   R NN   m o d e l   i s   t o   b e   i m p r o v e d   i n   t e r m s   o f   a c c u r a c y   a n d   e f f e c t i v e n e s s .   T h t e c h n i q u e   o f   o p t i m i z i n g   a   m a c h i n e   l e a r n i n g   m o d e l s   p a r a m e t e r   t o   b o o s t   p e r f o r m a n ce   i s   k n o w n   a s   h y p e r p a r a m e t er   t u n i n g .   M S M B o p t i m i z es   t h e   n e u r a l   n e t w o r k   w e i g h t s   a n d   t h e   h y p e r p a r a m e te r s   ( l e a r n i n g   r a t e ,   e p o c h ,   a n d   m o m e n t u m )   i n   t h e   c o n t e x t   o f   t h e   O - R N N   m o d e l .   T h i s   t h o r o u g h   o p t i m i z a t i o n   e n s u r e s   t h e   m o d e l   is   a p p r o p r i a t e l y   t a i l o r e d   t o   t h p a r t i c u l a r   t as k ,   i m p r o v i n g   p r e d i c t i o n   e f f i ci e n c y   a n d   a c c u r a c y .       4.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   I n   o u r   m eth o d ,   Py th o n   is   u s ed   to   im p lem en th s u g g ested   m o d el.   T h e f f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   is   ass ess ed ,   an d   th r esu lts   ar o b tain ed   with   th o s o f   o th er   alg o r ith m s ,   wh ich   in clu d es,  d ee p   b elief   n etwo r k   ( DB N) ,   MBO S OA d ee p   co n v o lu tio n al  n eu r a n etwo r k   ( DC NN) ,   an d   lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( L STM ) .   T o   ca lcu late  th ef f icien cy ,   we  u s s ev er al  er r o r   ca lcu latio n   alg o r ith m s ,   e. g . ,   r o o m ea n   s q u ar er r o r   ( R MSE ) ,   n o r m alize d   m ea n   s q u ar er r o r   ( NM SE) ,   m ea n   s q u ar ed   er r o r   ( MSE ) ,   m ea n   ab s o l u te  p er ce n tag e r r o ( MA PE) ,   an d   m ea n   s q u ar r el ativ er r o r   ( MSR E ) .   W s h o wed   h er e,   th at  im p r o v ed   p r ep r o ce s s in g   m eth o d s ,   s u ch   as  n o is r ed u ctio n ,   s tan d ar d izatio n ,   an d   n o r m aliza tio n ,   g r ea tly   r a is th ca lib er   an d   co n s is ten cy   o f   f itn ess   d ata  g ath er ed   f r o m   wea r ab le  I o T   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P r iva cy - p r eser vin g   fitn ess   r ec o mme n d a tio n   s ystem  u s in g   mo d ified   s ea g u ll mo n a r ch   … ( E s mita   Gu p ta )   399   d ev ices,   allo win g   f o r   m o r p r ec is f ea tu r an aly s is .   B y   co m b in in g   two   m et h o d s   n am ely ,   im p r o v ed   ellip tic  cu r v cr y p to g r ap h y   ( I E C C )   an d   MSM BO ,   th s u g g ested   ap p r o ac h   in   th is   s tu d y   ten d e d   to   h av an   ab n o r m ally   h ig h   p er ce n tag o f   s af y et  ef f ec tiv k ey   ex ch a n g es.  T h i s   m eth o d   ac co m p lis h ed   th co m b in ed   g o als  o f   cu ttin g   d o wn   o n   en cr y p tio n   tim an d   m ain tain in g   h ig h   d e g r ee   o f   d ata  p r iv ac y .   W f o u n d   th at  b y   co m b in i n g   C o n v C ap s   an d   B i - L STM   n et wo r k s ,   it  was  p o s s ib le  to   ex tr ac r ich   s p atio tem p o r al   ch a r ac ter is tics ,   wh ich   im p r o v e d   th s y s tem s   in ter p r etab ilit y   an d   p er s o n aliza tio n   o f   f itn ess   r ec o m m en d atio n s .   Ad d itio n ally ,   b y   r em o v in g   less   in f o r m ativ e   ch a r ac ter is tics ,   R FE  s ig n if ican tly   r e d u ce d   th e   co m p u tatio n al   b u r d en   an d   m o d el  c o m p lex ity ,   im p r o v in g   th e   s y s tem s   p er f o r m an ce   an d   g en e r aliza tio n .     L ast  b u n o t   least,  th h y b r id   M S M B O   a l g o r i t h m ,   w h i ch   c o m b i n e s   S O A   a n d   MB O ,   p r o v e d   e s p e c i a l l y   s u c c es s f u l   i n   f i n e - t u n i n g   t h p a r a m e t e r s   o f   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l s ,   l e a d i n g   t o   h i g h e r   p r e d i c t e d   a c c u r a c y .   S i g n i f i c a n t   g a i n s   i n   MS E ,   N MS E ,   a n d   M AP E   we r e   s h o w n   b y   t h e   s y s te m ,   c o n f i r m i n g   i ts   a b i l i t y   t o   p r o v i d e   r e a l - t i m e ,   p r i v a c y - p r e s e r v i n g   f i t n e s s   t r a c k i n g   a n d   s u g g es t i o n .   O u r   s t u d y   s u g g e s t s ,   t h at   t h h i g h e r   m o d e l   c o m p l e x i t y ,   d r i v e n   b y   t h e   i n t e g r a t i o n   o f   d e e p   M L   a r c h i t e c t u r es   l i k e   C o n v C a p s   a n d   B i - L S T M ,   i s   n o t   r e la t e d   t o   t h e   p o o r   p e r f o r m a n c e   i n   r e a l - t i m e   p r e d i ct i o n .   I n s t e a d ,   t h e   u s e   o f   R F E   e f f e ct i v e l y   m it i g a t es   o v e r f i tt i n g   a n d   r e d u c e s   c o m p u t a ti o n a l   o v e r h e a d ,   a l i g n i n g   w it h   f i n d i n g s   b y   Z h a n g   e t   a l .   [ 4 ]   w h e r e   f e a t u r e   p r u n i n g   i m p r o v e d   l e a r n i n g   e f f i c i e n c y   w i t h o u t   s ac r i f i c i n g   a c c u r a c y .   T h e   p r o p o s e d   m e t h o d   m a y   b e n e f i t   f r o m   m u l ti - o b j e c t i v o p t i m i z a t i o n   v i M SM B O   wi t h o u t   ad v e r s e l y   i m p a ct i n g   e n c r y p t i o n   s p e e d   o r   m o d e l   r e s p o n s i v e n es s .   I n   c o n t r as t   t o   t r a d i t i o n a l   el l i p ti c   c u r v e   c r y p t o g r a p h y   m e t h o d s ,     o u r   M S MB O - e n h a n c e d   I E C C   s t r u c t u r e   s i g n i f ic a n t l y   r e d u c e d   e n c r y p t i o n   t i m w h i le   i m p r o v i n g   d a t a   p r o t e c ti o n   c o m p a r a b l e   t o   o r   e x c e e d i n g   th e   c r y p t o g r a p h i c   e f f i c i e n c y   r ep o r t e d   b y   M a s s a r o n i   et   a l .   [ 5 ]   i n   t h e i r   w e a r a b l e   r e s p i r a t o r y   m o n i t o r i n g   s y s t e m .   U n l i k e   c o n v e n t i o n a l   f i t n es s   r e co m m e n d e r   s y s t e m s   t h at   p r i o r i t iz e   e i t h e r   p r i v a c y   [ 1 2 ]   o r   p e r s o n a l i z a ti o n   [ 9 ] ,   o u r   s t u d y   s h o w s   t h a t   b o t h   c a n   b e   a c h i e v e d   c o n c u r r e n t l y .   T h e   c o m b i n a t i o n   o f   p r i v a c y - p r e s e r v i n g   t e c h n i q u e s   s u c h   a s   d i f f e r e n t i al   p r i v a c y ,   e n d - to - e n d   e n c r y p t i o n ,   a n d   u s e r - c o n t r o l l e d   p e r m i s s i o n s   w it h   r e a l - t i m e   s p at i o - t e m p o r a l   m o d e l li n g   d e l i v e r s   s u p e r i o r   r e c o m m e n d a t i o n   a cc u r a c y   ( 9 8 . 9 % ) ,   s u r p as s i n g   b e n c h m a r k s   es t a b li s h e d   i n   p r e v i o u s   w o r k s ,   s u c h   as   M e k r u k s a v a n i c h   a n d   S a e n g s a w a n g   [ 8 ] ,   w h e r e   C NN - b a s e d   m o d els   la c k e d   i n te g r a t e d   p r i v a c y   f e a t u r e s .   A d d i t i o n a l l y ,   o u r   f i n d i n g s   d e m o n s t r a t e   t h a t   b i d i r e ct i o n a l   t e m p o r a l   m o d e l l i n g   u s i n g   B i - L S T M   c a p t u r e s   a c t i v i t y   p a t t e r n s   m o r e f f e c ti v el y   t h a n   u n i d i r ec t i o n a l L S T M s ,   c o n f i r m i n g   r e s u lt s   s i m i l a r   t o   t h o s e   i n   T e m k o   [ 1 8 ] ,   w h i l e   o u r   a d d e d   s p a t i a l   d e p t h   v i a   C o n v C a p s   o f f e r s   a   s i g n i f i ca n t   e d g e   i n   c o m p l e x   g e s t u r e   r e c o g n i t i o n   a n d   h e a r t   r a t e   p r e d i c t i o n   t a s k s .   I n   s u m m a r y ,   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m   n o t   o n l y   m e e t s   t h e   d e m a n d s   o f   h i g h l y   p e r s o n a l i z e d   a n d   a c c u r a t e   f i t n ess   r e c o m m e n d a t io n s   b u t   d o e s   s o   w h il e   m a i n ta i n i n g   r o b u s t   p r i v a c y   a n d   s e c u r i t y   s t a n d a r d s ,   s e tt i n g   i a p a r t   f r o m   m a n y   s i n g l e - o b j e c tiv e   m o d e l s   i n   e x is t i n g   li t e r at u r e.   B es i d e s   al l   t h e   a d v a n c e m e n t s   d i s c u s s e d   a b o v e ,   a n   i n - d e p t h   s t u d y   m a y   b e   n e e d e d   t o   c o n f i r m   i ts   g e n e r a l i z a b i li t y   a c r o s s   d i v e r s e   d e m o g r a p h i c   g r o u p s   a n d   f i t n e s s   le v e l s ,   es p e c ia l l y   r e g a r d i n g   r e a l - w o r l d   d e p l o y m e n t   a n d   l o n g - t e r m   a d a p t a b i l it y .   M o r e o v e r ,   t h e   c o m p u t a t i o n a l   d e m a n d s   o f   t h e   C o n v C a p s - B i L S T M   a r c h i t e c t u r es   a n d   t h e   c o m p l e x i t y   o f   M S MB O   o p t i m iz a t i o n   c o u l d   l i m i t   t h e   m o d e l s   s c al ab i l i t y   o n   l o w - p o w e r   e d g e   d e v i c e s ,   w h i c h   a r e   c o m m o n l y   u s e d   i n   w ea r a b l e   f it n e s s   t e c h n o l o g y .   T h e r e f o r e ,   we   a r g u e   t h a t   f u t u r r e s e a r c h   o n   l i g h t w ei g h t   m o d e l   c o m p r e s s i o n   a n d   f e d e r a t e d   l e a r n i n g   e x t e n s i o n s   is   e s s e n t i a l   t o   e n h a n c e   t h a p p l i c a b i li t y   a n d   e f f i c ie n c y   o f   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m .     4 . 1 .     Da t a s et   des cr iptio n   Data   co llectio n :   th Fit R ec   p r o ject  d atasets   [ 3 0 ]   en co m p ass   u s er   s p o r r ec o r d s   o b ta in ed   f r o m   E n d o m o n d o ,   o f f e r in g   co m p r eh en s iv co llectio n   o f   s eq u e n tial  s en s o r   d ata  s u ch   as   h ea r r ate,   s p ee d ,   GPS   co o r d in ates,   an d   ad d itio n al  p ar am eter s   lik s p o r ty p e,   g e n d er ,   an d   wea th er   co n d itio n s .   T h e   d atasets   ar e   ex clu s iv ely   m ad av ailab le  f o r   ac ad em ic  p u r p o s es,  em p h asi zin g   n o n - r ed is tr ib u tio n   an d   n o n - co m m er cial  u s e.   T h r ee   d is tin ct  d ataset  v er s io n s   ar p r o v id ed r aw,   f ilter ed   a n d   r esam p led .   Data   p r ep r o ce s s in g :   h o wev er ,   u n p r o ce s s ed   d ata,   s u c h   as  w ea th er   an d   m etad ata,   ar in clu d ed   in   o u r   r aw  d ataset.   Heu r is tics   ar u s ed   to   clea n   th e   d ata   in   th f ilter ed   v e r s io n ,   w h er e   we  el im in ate  an o m alo u s   wo r k o u s am p les  an d   d eter m i n in g   ch ar ac te r is tics   lik d is ta n ce   an d   s p ee d .   O u r   d ataset  is   in ter p o lated   in   th e   r esam p led   v er s io n   with   th ai m   to   p r eser v c o n s is ten s am p lin g   in ter v als,  wh ich   in   tu r n   ef f ec tiv ely   m ak es   an aly s is   ea s ier .   T o   ad d r ess   u s er   p r iv ac y   c o n ce r n s ,   th ese  d atasets   ar g r ea r esear ch   to o ls   f o r   h ea r r ate   f o r ec asts ,   ac tiv ity   an aly tics ,   a n d   tailo r ed   f itn ess   ad v ice.     4 . 2 .     O v er a ll  perf o r m a nce  co m pa riso n o f   ex is t ing   a nd   o ur   pro po s ed  m et ho ds     T ab le  1   o u tlin es  co m p r eh e n s iv p er f o r m an ce   c o m p ar is o n   b etwe en   ex is tin g   an d   p r o p o s e d   m eth o d s ,   em p lo y in g   lear n in g   r ate  o f   8 0 %.  T h is   ev alu atio n   en co m p ass es  cr u cial  m etr ics  to   g au g th e   p r e d ictiv e   ac cu r ac y   o f   th e   m o d els.  Sp e cif ically ,   th p r o p o s ed   ap p r o ac h   attain s   r em ar k ab le  ( M SE)   o f   0 . 2 5 6 9 4 4 ,   s ig n i f y in g   its   en h an ce d   p r e d ictiv ca p ab ilit ies.  R eg ar d in g   ( MSR E ) ,   th p r o p o s ed   m et h o d   y ield s   co m p etitiv e   v alu o f   0 . 2 3 8 9 4 8 ,   u n d er s co r in g   its   p r e cisi o n .   No tab l y ,   th e   ( NM SE)   is   0 . 3 7 4 8 9 4 ,   h ig h lig h t in g   its   ad ep t n ess   at   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 39 3 - 40 4   400   ca p tu r in g   d ata  v ar iatio n s .   ( R MSE )   s tan d s   at  0 . 2 1 6 5 8 2 ,   an d   ( MA PE)   is   0 . 2 7 7 6 7 7 .   T h ese  v alu es  co llectiv ely   em p h asize  th co n s is ten o u tp er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   ap p r o ac h   ac r o s s   d iv er s m etr ics,  m ak in g   it  r o b u s ch o ice  f o r   p r e d ictiv task s .   T ab le  2   p r o v id es  in s ig h ts   o f   p r ed icted   h ea r r at es  d u r in g   r o b u s s p o r ts   ac tiv ities .   Fo r   a   h ea r r ate  p r ed ictio n   o f   1 4 0 ,   th r ec o m m en d atio n   is   Yes,   s tatin g   t h at  th u s er   is   d o in g   well  in   th eir   p er f o r m an ce .   W h en   th p r e d icted   h ea r r at is   1 7 0 ,   a n d   th e   co n te x is   Yes ,   th ad v ice  to   th u s e r   is   Slo d o wn ,   in d icatin g   n ee d   to   r ed u ce   e x er tio n .   Similar ly ,   wh en   th p r ed icted   h ea r r ate  is   1 7 0   with   co n tex o f   Yes   f o r   r o b u s s p o r ts ,   th g u id an c is   to   C h an g p ath ,   s u g g esti n g   m o d i f icatio n   in   th ac t iv ity   to   m ain tain   a   s af an d   ef f ec tiv lev el  o f   e x e r cise  in ten s ity .   T h is   tab le  o f f er s   v alu a b le  r ea l - tim in s ig h ts   f o r   in d iv id u als   en g ag ed   in   r o b u s t sp o r ts   to   o p tim ize  th eir   p er f o r m an ce   a n d   well - b ein g .       T ab le  1.   E x is tin g   v s .   Pro p o s ed   p er f o r m an ce   a n aly s is   ( lear n in g   r ate:  8 0 %)   M e t r i c s   S O A   M B O   D C N N   LSTM   D B N   P r o p o se d   M S E   0 . 2 9 5 6 2 3   0 . 2 6 7 5 8 6   0 . 2 8 2 3 2 5   0 . 2 7 9 9 9 1   0 . 2 6 8 9 8 6   0 . 2 5 6 9 4 4   M S R E   0 . 2 6 9 5 2 6   0 . 2 8 7 0 4 5   0 . 2 7 2 5 6 6   0 . 2 4 1 8 8 4   0 . 2 4 9 3 2 2   0 . 2 3 8 9 4 8   N M S E   0 . 4 2 5 3 6 5   0 . 4 1 7 6 2   0 . 4 2 1 7 5 6   0 . 3 9 4 5 3 8   0 . 3 9 1 7 5   0 . 3 7 4 8 9 4   R M S E   0 . 2 8 5 2 1   0 . 2 6 1 1 7 5   0 . 2 4 9 7 6 2   0 . 2 1 9 2 4 4   0 . 2 2 6 0 1 1   0 . 2 1 6 5 8 2   M A P E   0 . 2 8 9 5 6 2   0 . 3 3 3 5 9 2   0 . 2 8 1 0 9   0 . 3 2 0 2 2 2   0 . 3 0 1 5 5 9   0 . 2 7 7 6 7 7       T ab le  2.   Pre d icted   h ea r t r ate  r ec o m m en d atio n s   an aly s is   P r e d i c t e d   h e a r t   r a t e   R o b u st   s p o r t   R e s u l t   1 4 0   Y e s   D o i n g   w e l l   1 7 0   Y e s   S l o w   d o w n   1 7 0   Y e s   C h a n g e   p a t h       T h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h s u g g es t e d   s t r at e g y   wi t h   a n d   w i t h o u f e a t u r e   s e l e ct i o n   is   c o m p a r e d   in   T a b l e   3 .   T h m etr ics  ev alu ate d   en c o m p ass   v ital  asp ec ts   o f   p r e d ictiv ac cu r ac y .   W ith o u f ea tu r s elec tio n ,   th m et h o d   y ield s   an   ( MSE )   o f   0 . 3 6 3 8 8 8 ,   in d icatin g   th in itial  p r ed icti o n   v ar ian ce .   ( MSR E )   is   0 . 3 2 4 9 0 7 ,   r ef lectin g   th e   r elativ d is p ar ities   in   p r ed icti o n s .   ( NM SE)   is   0 . 4 8 2 1 5 7 ,   s ig n if y in g   t h m o d el s   ad ju s tm en to   d ata  v ar iatio n s .   ( R MSE )   is   0 . 3 9 0 2 4 7 ,   an d   ( MA PE)   is   0 . 3 5 6 6 1 1 .   Ho wev er ,   with   f ea tu r s elec tio n ,   p e r f o r m a n ce   im p r o v es  ac r o s s   th b o ar d .   MSE   d r o p s   to   0 . 3 1 7 6 7 2 ,   MSR E   im p r o v es  to   0 . 2 9 5 4 2 2 ,   NM SE  en h an ce s   to   0 . 4 2 9 1 6 6 ,   R MSE   d ec r ea s es  to   0 . 3 7 8 7 3 3 ,   an d   MA PE  im p r o v es   s ig n if ican tly   to   0 . 3 1 1 3 1 8 ,   h ig h lig h tin g   th e   im p ac t   o f   f ea tu r s elec tio n   in   e n h an cin g   p r ed ictiv ac cu r ac y .         T ab le  3 .   I m p ac o f   f ea tu r e   s elec tio n   o n   ac c u r ac y   M e t r i c s   W i t h o u t   f e a t u r e   s e l e c t i o n   W i t h   f e a t u r e   s e l e c t i o n   M S E   0 . 3 6 3 8 8 8   0 . 3 1 7 6 7 2   M S R E   0 . 3 2 4 9 0 7   0 . 2 9 5 4 2 2   N M S E   0 . 4 8 2 1 5 7   0 . 4 2 9 1 6 6   R M S E   0 . 3 9 0 2 4 7   0 . 3 7 8 7 3 3   M A P E   0 . 3 5 6 6 1 1   0 . 3 1 1 3 1 8       Fig u r 2   d is p lay s   th c o m p ar is o n   o f   m etr ics  with   an d   with o u f ea tu r s elec tio n .   I h as  b ee n   n o te d   th at  th NM SE  m atr ix ,   b o th   with   an d   with o u t   f ea tu r e   s elec tio n ,   s h o ws  th h i g h est  v alu es  co m p ar e d   to   th e   o t h e r s .   F i g u r e   3   s h o w s   t h e   c o m p a r i s o n   b e t we e n   t h p r o p o s ed   a n d   e x i s t i n g   a l g o r it h m   w h e r F i g u r es   3 ( a )   a n d   ( b )   s h o ws  th en cr y p tio n   an d   d ec r y p tio n   tim r esp ec tiv ely T h p r o p o s ed   ap p r o ac h   p er f o r m s   n o ticea b ly   f aster   b y   0 . 0 4 0   m s   th an   SOA  an d   MBO.  T h is   s u g g ests   th at  th p r o p o s ed   alg o r ith m   p er f o r m s   well  wh en   q u ick ly   en cr y p tin g   d ata,   m ak in g   it  v iab le  o p tio n   f o r   ap p licatio n s   wh er en cr y p tio n   s p ee d   is   o f   th ess en ce .   T h p r o p o s ed   m eth o d   o n ce   p r o v es   its   s u p er io r ity   with   a   d ec r y p t io n   tim o f   o n ly   0 . 8 3 2   m s .   T h is   r esu lt  s u g g ests   th at  th p r o p o s ed   m et h o d   p er f o r m s   ad m i r ab l y   in   ter m s   o f   en cr y p tio n   s p ee d   an d   d ec r y p tio n   ef f icien cy .   Fig u r 4   s h o ws  th c o m p ar is o n   b etwe en   th p r o p o s ed   a n d   ex is tin g   m eth o d s   at  d if f er e n lear n in g   r ates  at  8 0 an d   7 0 lear n in g   r ate ,   wh er Fig u r es  4 ( a)   an d   ( b )   s h o ws  th ac cu r ac y   an d   p r ec is io n   co m p ar is o n   r esp ec tiv ely .   T h p r o p o s ed   a p p r o ac h   ac h iev es  th e   h ig h est  ac cu r ac y   at  9 8 . 2 1 wh en   ac c u r ac y   is   at  an   8 0 %   lear n in g   r ate.   Similar ly ,   t h p r o p o s ed   ap p r o ac h   m ai n tain s   its   lead   with   an   ac cu r ac y   o f   9 7 . 9 2 at  7 0 lear n in g   r ate.   T h p r o p o s ed   a p p r o ac h   h as  t h b est  p r ec is io n   at  9 7 . 5 6 at  8 0 lea r n in g   r ate,   in d icatin g   its   ab ilit y   to   r ed u ce   f alse  p o s itiv es.  T h p r o p o s ed   alg o r ith m   m a in tain s   its   p r ec is io n   ad v an tag e   at  7 0 lear n in g   r ate,   attain in g   9 6 . 2 2 %.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P r iva cy - p r eser vin g   fitn ess   r ec o mme n d a tio n   s ystem  u s in g   mo d ified   s ea g u ll mo n a r ch   … ( E s mita   Gu p ta )   401       Fig u r 2 .   C o m p a r is o n   o f   with   an d   with o u f ea tu r s elec tio n           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   C o m p a r is o n   b etwe e n   th p r o p o s ed   a n d   e x is tin g   alg o r ith m     ( a)   en cr y p tio n   tim a n d   ( b )   d e cr y p tio n   tim e           ( a)   ( b )     Fig u r 4 C o m p a r is o n   o f   th p r o p o s ed   a n d   ex is tin g   m eth o d s   at  8 0 % a n d   7 0 % lea r n in g   r ate    ( a)   ac cu r ac y   an d   ( b )   p r ec is io n       Fig u r 5   s h o ws  h o w   th MSM B O   alg o r ith m   im p r o v es o v er   e p o ch s .   T h B est  Fit n ess   Valu e   tells   u s   h o g o o d   th b est  s o lu tio n   is   d u r in g   th e   o p tim izatio n   p r o c ess ,   v ar y in g   with   th n u m b e r   o f   ep o ch s .   T h b est   f itn ess   v alu d r o p s   as  th ep o ch s   in cr ea s e,   s h o win g   th at  th alg o r ith m   f in d s   b etter   s o lu tio n s .   At  f ir s t,  th er is   s h ar p   d r o p ,   in d icatin g   r ap i d   im p r o v em en ea r ly   o n .   L a ter ,   th lin f latten s   o u with   o cc asio n al  d ip s ,   s u g g esti n g   th alg o r ith m   m ak es  f in ad ju s tm en ts   to war d   th b est  p o s s ib le  s o lu tio n .   T h is   tr en d   s h o ws  h o ef f ec tiv ely   th MSM B O   alg o r ith m   ze r o es in   o n   an   o p tim al  s o lu tio n   o v er   tim e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   1 Ma r ch   20 26 39 3 - 40 4   402   Fig u r 6   d is p lay s   3 d ata   v is u aliza tio n s   th at  m a p   h ea r r ate  ag ain s latitu d e,   lo n g itu d e,   an d   altitu d e.   I n   Fig u r 6 ( a)   s h o ws  h ea r r at ch an g es  alo n g   a   r o u te   with   s ig n if ican altitu d e   f lu ct u atio n s ,   wh ile  Fig u r 6 ( b )   d ep icts   m o r e   s tab le  altitu d an d   s tead y   h ea r t   r ate  ch an g es,  s u g g esti n g   a   co n s is ten p h y s ical  ef f o r t.  I n     Fig u r 6 ( c)   f ea t u r es  r ap id   al titu d an d   h ea r r ate  ch a n g e s ,   p o s s ib ly   in d icatin g   in ten s ac tiv ity .   I s h o ws  clea r ly ,   h o h ea r t r ate  v a r ies with   lo ca tio n   an d   elev atio n ,   h i g h lig h tin g   th e   i m p ac t   o f   en v ir o n m en tal   f ac to r s   o n   p h y s ical  ex er tio n .           Fig u r 5 .   MSM B O   co n v er g en ce   p lo t             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 6 .   3 Data   v is u aliza tio n   m ap p i n g   m a p   h ea r r ate  ag ai n s t la titu d e,   lo n g itu d e ,   an d   altitu d e:    ( a)   h ea r r ate  ch an g es a lo n g   r o u te  with   s ig n if ican t a ltit u d e   f lu ctu atio n s ,   ( b )   s tab le  altitu d e   an d   s tead y   h ea r r ate  ch an g es,  s u g g esti n g   co n s is ten t p h y s ical  ef f o r t ,   an d   ( c)   f ea tu r es r ap id   altitu d e   an d   h ea r t r ate  ch an g es,  p o s s ib ly   in d icatin g   in te n s ac tiv ity       5.   CO NCLU SI O N   R ec en o b s er v atio n s   b y   s ev e r al  r esear ch   g r o u p s   s u g g est  th at  th in teg r atio n   o f   d ee p   lea r n in g   a n d   p r iv ac y - p r eser v in g   o p tim izatio n   s ig n if ican tly   en h an ce s   th e   p er f o r m an ce   o f   f itn ess - r ec o m m en d er   s y s tem s .   Ou r   f in d in g s   tr y   to   b r id g th e   g ap   th at  th is   p h en o m en o n   is   n o d u to   elev ated   co m p u tati o n al  co m p lex ity   o r   f ea tu r r ed u n d an c y   b u ass o ciate d   with   im p r o v ed   p r ed ic tiv ac cu r ac y   an d   s tr en g th e n ed   d ata  p r iv ac y .     T h p r o p o s ed   m o d el,   im p lem e n ted   in   Py th o n ,   p er f o r m s   s u ch   as L STM ,   DC N N,   DB N,   SO A,   an d   MBO a cr o s s   m u ltip le   ev alu atio n   m etr ics,  in clu d in g   R MSE ,   NM SE,   MSE ,   MA PE,   an d   MSR E .   W s h o wed   s ev er al   en h an ce d   p r e p r o ce s s in g   m eth o d s   s u ch   as  n o is r em o v al,   s tan d ar d izatio n ,   an d   n o r m aliza t io n   p lay e d   a   cr itical  r o le  in   r ef in i n g   r aw  I o T   d at wh ich   en ab les  r o b u s f ea tu r ex tr ac ti o n   th r o u g h   C o n v C ap s   an d   B i - L STM   n etwo r k s .   T h ad d itio n   o f   R FE   f u r th er   o p tim ized   m o d el  ef f icien cy   b y   elim in atin g   ir r e lev an f ea tu r es  an d   m itig atin g   o v er f itti n g .   T h n o v el  MSM B O ,   wh en   c o m b in ed   with   I E C C ,   ac h iev e d   two   o b jectiv es:  i )   e f f icien en cr y p tio n   with   r ed u ce d   laten cy   an d   ii )   ac cu r ate  a n d   r ea l - tim r ec o m m en d atio n   g e n er atio n .   T h ese  ad v an ce m e n ts   co llectiv ely   led   to   r e co m m en d atio n   ac c u r ac y   o f   9 8 . 9 %,  o u tp er f o r m in g   b en c h m ar k   m o d els  lack in g   in teg r ated   p r iv ac y   f r am ewo r k s .   Ou r   s tu d y   s h o ws  th at,   in   c o n tr ast  to   tr ad itio n al  s y s tem s   th at  f o cu s   o n   eith er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.