Applying deep learning concepts from image detection and graph theory has greatly advanced protein-ligand binding affinity prediction, a challenge with enormous ramifications for both drug discovery and protein engineering. We build upon these advances by designing a novel deep learning architecture consisting of a 3-dimensional convolutional neural network utilizing channel-wise attention and two graph convolutional networks utilizing attention-based aggregation of node features. HAC-Net (Hybrid Attention-Based Convolutional Neural Network) obtains state-of-the-art results on the PDBbind v.2016 core set, the most widely recognized benchmark in the field. We extensively assess the generalizability of our model using multiple train-test splits, each of which maximizes differences between either protein structures, protein sequences, or ligand extended-connectivity fingerprints. Furthermore, we perform 10-fold cross-validation with a similarity cutoff between SMILES strings of ligands in the training and test sets, and also evaluate the performance of HAC-Net on lower-quality data. We envision that this model can be extended to a broad range of supervised learning problems related to structure-based biomolecular property prediction. All of our software is available as open source at https://github.com/gregory-kyro/HAC-Net/.
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With increasing number of crowdsourced private automatic weather stations (called TPAWS) established to fill the gap of official network and obtain local weather information for various purposes, the data quality is a major concern in promoting their usage. Proper quality control and assessment are necessary to reach mutual agreement on the TPAWS observations. To derive near real-time assessment for operational system, we propose a simple, scalable and interpretable framework based on AI/Stats/ML models. The framework constructs separate models for individual data from official sources and then provides the final assessment by fusing the individual models. The performance of our proposed framework is evaluated by synthetic data and demonstrated by applying it to a re-al TPAWS network.
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最近在生物医学中大型数据集的可用性激发了多种医疗保健应用的代表性学习方法的开发。尽管预测性能取得了进步,但这种方法的临床实用性在暴露于现实世界数据时受到限制。在这里,我们开发模型诊断措施,以检测部署过程中潜在的陷阱,而无需访问外部数据。具体而言,我们专注于通过数据转换建模电生理信号(EEG)的现实数据转移,并通过分析a)模型的潜在空间和b)预测性不确定性在这些变换下扩展了常规的基于任务的评估。我们使用公开可用的大规模临床EEG进行了多个EEG功能编码器和两个临床相关的下游任务进行实验。在这种实验环境中,我们的结果表明,在提出的数据转移下,潜在空间完整性和模型不确定性的度量可能有助于预测部署过程中的性能退化。
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期望与成功采用AI来创新和改善业务之间仍然存在很大的差距。由于深度学习的出现,AI的采用率更为复杂,因为它经常结合大数据和物联网,从而影响数据隐私。现有的框架已经确定需要专注于以人为中心的设计,结合技术和业务/组织的观点。但是,信任仍然是一个关键问题,需要从一开始就设计。拟议的框架从以人为本的设计方法扩展,强调和维持基于该过程的信任。本文提出了负责人工智能(AI)实施的理论框架。拟议的框架强调了敏捷共同创造过程的协同业务技术方法。目的是简化AI的采用过程来通过在整个项目中参与所有利益相关者来创新和改善业务,以便AI技术的设计,开发和部署与人合作而不是孤立。该框架对基于分析文献综述,概念框架设计和从业者的中介专业知识的负责人AI实施提出了新的观点。该框架强调在以人为以人为中心的设计和敏捷发展中建立和维持信任。这种以人为中心的方式与设计原则的隐私相符和启用。该技术和最终用户的创建者正在共同努力,为业务需求和人类特征定制AI解决方案。关于采用AI来协助医院计划的说明性案例研究将证明该拟议框架适用于现实生活中的应用。
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医疗图像以高分辨率出现。高分辨率对于在早期发现恶性组织至关重要。然而,该决议在建模远距离依赖性方面提出了挑战。浅变压器消除了这个问题,但它们遭受了二次复杂性。在本文中,我们通过利用线性自我注意近似来解决这种复杂性。通过这种近似,我们提出了一个称为HCT的有效视觉模型,该模型代表高分辨率卷积变压器。HCT以明显降低的成本将变形金刚的优点带入了高分辨率图像。我们使用高分辨率乳房X线摄影数据集评估HCT。HCT明显优于其CNN对应物。此外,我们通过评估其有效的接收场来证明HCT对医学图像的适应性。编码可在https://bit.ly/3ykbhhf上获得。
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产量估计是葡萄园管理中的强大工具,因为它允许种植者微调实践以优化产量和质量。但是,目前使用手动抽样进行估计,这是耗时和不精确的。这项研究表明,近端成像的应用与深度学习相结合,以进行葡萄园中的产量估计。使用车辆安装的传感套件进行连续数据收集,并使用商业收益率监控器在收获时结合了地面真实收益数据的收集,可以生成一个23,581个收益点和107,933张图像的大数据集。此外,这项研究是在机械管理的商业葡萄园中进行的,代表了一个充满挑战的图像分析环境,但在加利福尼亚中央山谷中的一组常见条件。测试了三个模型架构:对象检测,CNN回归和变压器模型。对象检测模型在手工标记的图像上进行了训练以定位葡萄束,并将束数量或像素区域求和以与葡萄产量相关。相反,回归模型端到端训练,以预测图像数据中的葡萄产量,而无需手动标记。结果表明,在代表性的保留数据集上,具有相当的绝对百分比误差为18%和18.5%的变压器和具有像素区域处理的对象检测模型。使用显着映射来证明CNN模型的注意力位于葡萄束的预测位置附近以及葡萄树冠的顶部。总体而言,该研究表明,近端成像和深度学习对于大规模预测葡萄群的适用性。此外,端到端建模方法能够与对象检测方法相当地执行,同时消除了手工标记的需求。
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本文考虑了安全协调一个配备传感器的机器人团队的问题,以减少有关动态过程的不确定性,而该过程将使目标消除信息增益和能源成本。优化这种权衡是可取的,但是在机器人轨迹集中导致非占主酮目标函数。因此,基于协调下降的普通多机器人计划者失去了其性能保证。此外,处理非单调性的方法在受到机器人间碰撞避免约束时会失去其性能保证。由于需要保留性能保证和安全保证,这项工作提出了一种分布式计划者的层次结构方法,该方法使用本地搜索,并根据控制屏障功能提供了基于控制屏障功能的当地搜索和分散的控制器,以确保安全并鼓励及时到达传感位置。通过大量的模拟,硬件测试和硬件实验,我们证明了所提出的方法比基于坐标下降的算法在感应和能源成本之间取得更好的权衡。
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HyperGraphs为在节点之间建模多路相互作用提供了有效的抽象,每个HyperEdge都可以连接任何数量的节点。与大多数利用统计依赖性的研究不同,我们从因果关系的角度研究了超图。具体而言,在本文中,我们重点介绍了对超图的个人治疗效果(ITE)估计的问题,旨在估算干预措施(例如,佩戴脸部覆盖)将对结果(例如,Covid-19感染)的因果影响(例如,Covid-19感染)影响。每个节点。关于ITE估计的现有作品假设一个人的结果不应受到其他个体的治疗作业的影响(即无干扰),或者假设仅在普通图中的成对相关个体之间存在干扰。我们认为,这些假设对现实世界中的超图可能是不现实的,在现实世界中,高阶干扰可能会影响由于存在组相互作用而导致的最终ITE估计。在这项工作中,我们研究了高阶干扰建模,并提出了一个由HyperGraph神经网络提供支持的新因果学习框架。对现实世界超图的广泛实验验证了我们框架优于现有基线的优势。
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最近已证明不变性在机器学习模型中是强大的归纳偏见。这样的一类预测模型是张量网络。我们引入了一种新的数值算法来构建在任意离散组的正常矩阵表示的作用下不变的张量的基础。该方法的数量级可以比以前的方法快几个数量级。然后将组不变的张量合并为一个组不变张量火车网络,该网络可用作监督机器学习模型。考虑到特定于问题的不知道,我们将该模型应用于蛋白质结合分类问题,并根据最新的深度学习方法获得了预测准确性。
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