深度学习方法通过依靠极大的大量参数化神经网络来提供许多应用程序的最先进性能。但是，此类网络已被证明非常脆弱，并不能很好地概括为新用途案例，并且通常很难在资源有限的平台上部署。模型修剪，即减少网络的大小，是一种广泛采用的策略，可以导致更健壮和可推广的网络 - 通常较小的数量级，具有相同甚至改善的性能。尽管有许多用于修剪模型的启发式方法，但我们对修剪过程的理解仍然有限。实证研究表明，某些启发式方法可以改善性能，而另一些可以使模型更脆或具有其他副作用。这项工作旨在阐明不同的修剪方法如何改变网络的内部功能表示以及对模型性能的相应影响。为了提供模型特征空间的有意义的比较和表征，我们使用三个几何指标，这些指标是从共同采用的分类损失中分解的。使用这些指标，我们设计了一个可视化系统，以突出修剪对模型预测以及潜在功能嵌入的影响。所提出的工具为探索和研究修剪方法以及修剪和原始模型之间的差异提供了一个环境。通过利用我们的可视化，ML研究人员不仅可以识别模型修剪和数据损坏的样本，而且还可以获得有关某些修剪模型如何实现出色鲁棒性能的见解和解释。
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In this paper, we explore the use of metric learning to embed Windows PE files in a low-dimensional vector space for downstream use in a variety of applications, including malware detection, family classification, and malware attribute tagging. Specifically, we enrich labeling on malicious and benign PE files using computationally expensive, disassembly-based malicious capabilities. Using these capabilities, we derive several different types of metric embeddings utilizing an embedding neural network trained via contrastive loss, Spearman rank correlation, and combinations thereof. We then examine performance on a variety of transfer tasks performed on the EMBER and SOREL datasets, demonstrating that for several tasks, low-dimensional, computationally efficient metric embeddings maintain performance with little decay, which offers the potential to quickly retrain for a variety of transfer tasks at significantly reduced storage overhead. We conclude with an examination of practical considerations for the use of our proposed embedding approach, such as robustness to adversarial evasion and introduction of task-specific auxiliary objectives to improve performance on mission critical tasks.
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We apply Physics Informed Neural Networks (PINNs) to the problem of wildfire fire-front modelling. The PINN is an approach that integrates a differential equation into the optimisation loss function of a neural network to guide the neural network to learn the physics of a problem. We apply the PINN to the level-set equation, which is a Hamilton-Jacobi partial differential equation that models a fire-front with the zero-level set. This results in a PINN that simulates a fire-front as it propagates through a spatio-temporal domain. We demonstrate the agility of the PINN to learn physical properties of a fire under extreme changes in external conditions (such as wind) and show that this approach encourages continuity of the PINN's solution across time. Furthermore, we demonstrate how data assimilation and uncertainty quantification can be incorporated into the PINN in the wildfire context. This is significant contribution to wildfire modelling as the level-set method -- which is a standard solver to the level-set equation -- does not naturally provide this capability.
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最近，Diffenderfer和Kailkhura提出了一种新的范式，仅通过修剪和量化随机加权的全精度神经网络，以学习紧凑而高度准确的二进制神经网络。但是，这些多质票（MPTS）的准确性对最佳的修剪比率高度敏感，这限制了其适用性。此外，原始实施没有获得任何培训或推理速度益处。在本报告中，我们讨论了克服这些局限性的几项改进。我们通过在CIFAR-10上进行实验来展示提出的技术的好处。
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2型糖尿病（T2DM）的早期诊断对于及时的治疗干预措施和生活方式改变至关重要。随着医学成像数据在许多患者群体中变得更广泛可用，我们试图研究是否可以在表格学习分类器模型中利用图像衍生的表型数据来预测T2DM的发病率，而无需使用侵入性血液实验室测量。我们表明，使用图像衍生表型的神经网络和决策树模型都可以预测患者T2DM状态的召回评分高达87.6％。我们还提出了与“ Syntha1c编码器”相同的结构的新颖使用，这些结构能够输出模仿血液血红蛋白A1C经验实验室测量值的可解释值。最后，我们证明了T2DM风险预测模型对输入矢量成分中小扰动的敏感性可用于预测从以前看不见的患者人群中取样的协变量的性能。
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有效的缩放和灵活的任务接口使大型语言模型能够在许多任务中表现出色。帕利（Pali）根据视觉和文本输入生成文本，并使用该界面以许多语言执行许多视觉，语言和多模式任务。为了训练帕利，我们利用了大型的编码器语言模型和视觉变压器（VITS）。这使我们能够利用其现有能力，并利用培训它们的大量成本。我们发现，视觉和语言组成部分的联合缩放很重要。由于现有的语言变压器比其视觉对应物要大得多，因此我们训练迄今为止最大的VIT（VIT-E），以量化甚至大容量视觉模型的好处。为了训练Pali，我们基于一个新的图像文本训练集，其中包含10B图像和文本，以100多种语言来创建大型的多语言组合。帕利（Pali）在多个视觉和语言任务（例如字幕，视觉问题，索方式，场景文本理解）中实现了最新的，同时保留了简单，模块化和可扩展的设计。
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公平被广泛认为是医疗保健道德的基础。在临床决策的背景下，它取决于智力的比较忠诚（基于证据或直观），指导每个患者的管理。尽管当代机器学习的个性化力量最近引起了人们的关注，但这种认知公平是在任何决策指导的背景下，无论是传统还是创新的。然而，目前没有一般的量化框架，更不用说保证了。在这里，我们根据模型的忠诚度来制定认知公平性，这些模型是对所学的多维表述评估的，这些身份的多维表示，旨在最大程度地提高人口的捕获多样性，从而引入了代表性道德模型校准的全面框架。我们证明了该框架在来自英国生物库的大规模多模式数据上的使用来得出人口的各种表示，量化模型绩效并提出了响应良好的补救。我们提供方法作为量化和确保医疗保健认知公平的原则解决方案，并在整个研究，临床和监管领域中进行了应用。
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强化学习（RL）的工作负载需要臭名昭著的时间来训练，因为在运行时间从模拟器收集了大量样本。不幸的是，群集扩展方法仍然很昂贵，并且在GPU计算之间来回切换时，模拟器的常用CPU实现会诱导高空开销。我们探索两种优化，通过增加GPU利用率来提高RL数据收集效率：（1）GPU矢量化：在GPU上平行模拟，以增加硬件并行性，以及（2）模拟器内核融合：融合多个模拟步骤，以在单个GPU内核中运行。启动以减少全局内存带宽要求。我们发现，与常用的CPU模拟器相比，GPU矢量化最多可达到$ 1024 \ times $速度。我们介绍了不同实现的性能，并表明，对于简单的模拟器，GPU矢量化的ML编译器实现（XLA）通过将CPU从重复的Python降低到DL Backend API呼叫来优于DNN Framework（Pytorch）$ 13.4 \ times $。我们证明，带有简单模拟器的模拟器内核融合加速度为$ 11.3 \ times $，并且随着模拟器复杂性在内存带宽要求方面的增加，增加了$ 1024 \ times $。我们表明，来自模拟器内核融合的加速度是正交的，可以与GPU矢量化结合，从而导致乘法加速。
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在全球范围内消除语言障碍的目标的驱动下，机器翻译已巩固自己是当今人工智能研究的关键重点。但是，这样的努力围绕着一小部分语言结合在一起，留下了绝大多数低资源的语言。在确保安全，高质量的结果的同时，在牢记道德考虑的同时，打破200个语言障碍需要什么？没有留下的语言，我们首先通过与母语人士的探索性访谈来解决对低资源语言翻译支持的必要性来应对这一挑战。然后，我们创建了旨在缩小低资源和高资源语言之间的性能差距的数据集和模型。更具体地说，我们开发了一种有条件的计算模型，基于专家的稀疏混合物，该模型经过针对针对低资源语言量身定制的新颖有效的数据挖掘技术培训的。我们提出了多次建筑和培训改进，以抵消数千个任务的培训。至关重要的是，我们使用人类翻译的基准，Flores-200评估了40,000多种不同的翻译方向的性能，并将人类评估与新型毒性基准相结合，涵盖Flores-200的所有语言，以评估翻译安全性。我们的模型相对于先前的最新技术，实现了44％BLEU的改善，为实现通用翻译系统奠定了重要的基础。最后，我们开源此工作中描述的所有贡献，可在https://github.com/facebookresearch/fairseq/tree/nllb上访问。
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提高深神经网络（DNN）对分布（OOD）数据的准确性对于在现实世界应用中接受深度学习（DL）至关重要。已经观察到，分布（ID）与OOD数据的准确性遵循线性趋势和模型表现优于该基线非常罕见（并被称为“有效鲁棒”）。最近，已经开发出一些有前途的方法来提高OOD的鲁棒性：模型修剪，数据增强和结合或零射门评估大型预审预周化模型。但是，仍然对观察有效鲁棒性所需的OOD数据和模型属性的条件尚无清晰的了解。我们通过对多种方法进行全面的经验研究来解决这个问题，这些方法已知会影响OOD鲁棒性，对CIFAR-10和Imagenet的广泛自然和合成分布转移。特别是，我们通过傅立叶镜头观察“有效的鲁棒性难题”，并询问模型和OOD数据的光谱特性如何影响相应的有效鲁棒性。我们发现这个傅立叶镜头提供了一些深入的了解，为什么某些强大的模型，尤其是夹家族的模型，可以实现稳健性。但是，我们的分析还清楚地表明，没有已知的指标始终是对OOD鲁棒性的最佳解释（甚至是强烈的解释）。因此，为了帮助未来对OOD难题的研究，我们通过引入一组预处理的模型（固定的模型），以有效的稳健性（可公开可鲁棒）解决了差距，这些模型（固有的模型）以及不同级别的OOD稳健性。
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