Efektivitas Optimasi Hyperparameter Dalam Prediksi Pembakaran Kalori : Data Aktivitas Fisik

Ulfatun Nadifa, Rahmat Deddy Rianto Dako, Ade Irawaty Tolago, Rahmad Hidayat Dongka

Abstract


- Prediksi pembakaran kalori berdasarkan data aktivitas fisik merupakan topik penting di bidang kesehatan dan olahraga. Fokus utama adalah kemampuan untuk mempersonalisasi program kebugaran dan memantau kondisi metabolisme secara lebih akurat. Namun, tantangan utama dalam pengembangan model prediksi terletak pada akurasi dan konsistensinya, mengingat keragaman jenis dan kompleksitas data. Penelitian ini mengembangkan pendekatan membangun model prediksi yang efektif dengan Optimasi Hyperparameter otomatis menggunakan Optuna. Langkah pertama adalah membuat Pipeline Preprocessing berbasis Tree Model untuk menangani data secara lebih baik. Selanjutnya, digunakan metode Stacking Ensemble dengan tiga model dasar berbasis Gradient Boosting: CatBoost, LightGBM, dan XGBoost. Model divalidasi dengan teknik K-Fold Cross Validation dan metrik Root Mean Squared Logarithmic Error (RMSLE). Hasilnya menunjukkan nilai RMSLE sebesar 0.00599 dan waktu prediksi 0.0091 detik. Selain itu, untuk menguji konsistensi model, diterapkan dua teknik Encoding fitur kategorikal, yaitu LabelEncoder dengan Standard Scaler dan OrdinalEncoder tanpa Standard Scaler. Perbedaan skala nilai yang dihasilkan dari Teknik ini menjadi alasan utama untuk melihat pengarunhya terhadap waktu dan konsistensi prediksi. Ditemukan model tetap menunjukkan konsistensi yang baik dilihat dari RMSLE dan waktu prediksi tidak jauh berbeda, ini mengindikasikan bahwa kombinasi Pipeline yang tepat, Model Ensemble, dan Optimasi Hyperparameter dapat menghasilkan sistem prediksi yang akurat dan stabil.


Keywords


Hyperparameter; Stacking Esemble; Gradient Boosting; Pipeline; Machine Learning

References


G. K. Reddy, “Proceedings of 2015 IEEE 9th International Conference on Intelligent Systems and Control, ISCO 2015,” Proc. 2015 IEEE 9th Int. Conf. Intell. Syst. Control. ISCO 2015, 2015.

C. I. Engineering et al., “Calories Burnt Prediction Using Machine Learning Ap- Proach Literature Review :,” vol. 1, no. 1, pp. 29–36.

A. Kadam, A. Shrivastava, S. K. Pawar, V. H. Patil, J. Michaelson, and A. Singh, “Calories Burned Prediction Using Machine Learning,” Proc. Int. Conf. Contemp. Comput. Informatics, IC3I 2023, vol. 6, no. September, pp. 1712–1717, 2023.

S. S. Ratnakar and S. Vidya, “Calorie Burn Predection using Machine Learning,” vol. 9, no. 6, pp. 781–787, 2022.

Reddy, M. R., Prakash, M., & Kumar, R. S. (2024). A hybrid approach combining XGBoost and Random Forest Regressor for calorie burn prediction. Journal of Artificial Intelligence and Data Science, 45(2), 321-335.

Zhang, L., & Chen, X. (2019). Prediction of calorie expenditure based on Random Forest and Support Vector Machine models. International Journal of Machine Learning and Computing, 9(4), 505-514.

Wang, Y., Li, Q., & Zhang, J. (2020). Activity prediction using Long Short-Term Memory (LSTM) for physical activity monitoring. Neural Computing and Applications, 32(8), 2451-2460.

Li, Z., Zhang, W., & Wang, Y. (2021). Hyperparameter optimization for calorie prediction using Bayesian optimization techniques. Computational Intelligence, 37(3), 684-693.

Vasudevan, S., & Thomas, S. (2019). Predicting Caloric Burn Based on User's Physical Activity using Decision Trees and Neural Networks. Health Informatics Journal, 25(4), 1415-1425.

Bergstra, J., & Bengio, Y. (2012). Random Search for Hyper-Parameter Optimization. Journal of Machine Learning Research, 13(1), 281-305.

Bishop, C. M. (2006). Pattern Recognition and Machine Learning. Springer.

Akiba, T., Sano, S., & Koyama, M. (2019). Optuna: A Next-Generation Hyperparameter Optimization Framework. Proceedings of the 25th ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery & Data Mining, 2019.

Hastie, T., Tibshirani, R., & Friedman, J. (2009). The Elements of Statistical Learning: Data Mining, Inference, and Prediction (2nd ed.). Springer.

Sharma, S., & Shukla, P. (2020). Calorie Burn Prediction Using Machine Learning Algorithms: A Case Study of Fitness Tracking Applications. Proceedings of the 2020 IEEE International Conference on Artificial Intelligence and Data Science (AIDS), 2020.

Géron, A. (2019). Hands-On Machine Learning with Scikit-Learn, Keras, and TensorFlow (2nd ed.). O'Reilly Media.




DOI: https://doi.org/10.32528/elkom.v7i2.22636191

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2025 Jurnal Teknik Elektro dan Komputasi (ELKOM)

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

View My Status                                                                       Indexing Service

                             

UNMUH

   Publisher :
   UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JEMBER
   Jl. Karimata No. 49 Jember 68121 East Java
   Website : www.unmuhjember.ac.id
   Email : kantorpusat@unmuhjember.ac.id

Editorial Address :
Electrical Engineering
Faculty of Engineering
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JEMBER
Jl. Karimata No. 49 Jember 68121 East Java