In contrast to the rapid digitalization of several industries, agriculture suffers from low adoption of smart farming tools. While AI-driven digital agriculture tools can offer high-performing predictive functionalities, they lack tangible quantitative evidence on their benefits to the farmers. Field experiments can derive such evidence, but are often costly, time consuming and hence limited in scope and scale of application. To this end, we propose an observational causal inference framework for the empirical evaluation of the impact of digital tools on target farm performance indicators (e.g., yield in this case). This way, we can increase farmers' trust via enhancing the transparency of the digital agriculture market and accelerate the adoption of technologies that aim to secure farmer income resilience and global agricultural sustainability. As a case study, we designed and implemented a recommendation system for the optimal sowing time of cotton based on numerical weather predictions, which was used by a farmers' cooperative during the growing season of 2021. We then leverage agricultural knowledge, collected yield data, and environmental information to develop a causal graph of the farm system. Using the back-door criterion, we identify the impact of sowing recommendations on the yield and subsequently estimate it using linear regression, matching, inverse propensity score weighting and meta-learners. The results reveal that a field sown according to our recommendations exhibited a statistically significant yield increase that ranged from 12% to 17%, depending on the method. The effect estimates were robust, as indicated by the agreement among the estimation methods and four successful refutation tests. We argue that this approach can be implemented for decision support systems of other fields, extending their evaluation beyond a performance assessment of internal functionalities.
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In contrast to the rapid digitalization of several industries, agriculture suffers from low adoption of climate-smart farming tools. Even though AI-driven digital agriculture can offer high-performing predictive functionalities, it lacks tangible quantitative evidence on its benefits to the farmers. Field experiments can derive such evidence, but are often costly and time consuming. To this end, we propose an observational causal inference framework for the empirical evaluation of the impact of digital tools on target farm performance indicators. This way, we can increase farmers' trust by enhancing the transparency of the digital agriculture market, and in turn accelerate the adoption of technologies that aim to increase productivity and secure a sustainable and resilient agriculture against a changing climate. As a case study, we perform an empirical evaluation of a recommendation system for optimal cotton sowing, which was used by a farmers' cooperative during the growing season of 2021. We leverage agricultural knowledge to develop a causal graph of the farm system, we use the back-door criterion to identify the impact of recommendations on the yield and subsequently estimate it using several methods on observational data. The results show that a field sown according to our recommendations enjoyed a significant increase in yield (12% to 17%).
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在本文中,我们介绍了一种基于在线模型的新型强化学习算法,该学习算法使用无知的转换来传播不确定性以预测未来的奖励。先前的方法要么用高斯在预测范围的每个步骤上近似状态分布,要么执行蒙特卡洛模拟以估计奖励。我们的方法取决于所使用的sigma点的数量,可以传播平均值和协方差,或与最小点或高阶矩具有与蒙特卡洛相似的高阶矩。整个框架是作为用于在线培训的计算图。此外,为了防止通过通用状态依赖性不确定性模型传播时Sigma点的爆炸数,我们将Sigma点的扩展和收缩层添加到我们的图形中,该图形是使用矩匹配的原理设计的。最后,我们提出了受顺序二次编程启发的梯度下降,以在存在状态约束的情况下更新策略参数。我们证明了在模拟中使用两种应用的建议方法。当动力学以状态依赖性的不确定性知道时,第一个为卡车杆问题设计了一个稳定控制器。第二个示例是在我们以前的工作之后,在存在输入约束的情况下,调整了基于控制屏障函数函数的二次编程控制器的参数。
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本文对地面农业机器人系统和应用进行了全面综述,并特别关注收获,涵盖研究,商业产品和结果及其能力技术。大多数文献涉及作物检测的发展,通过视觉及其相关挑战的现场导航。健康监测,产量估计,水状态检查,种子种植和清除杂草经常遇到任务。关于机器人收割,苹果,草莓,西红柿和甜辣椒,主要是出版物,研究项目和商业产品中考虑的农作物。据报道的收获农业解决方案,通常由移动平台,单个机器人手臂/操纵器和各种导航/视觉系统组成。本文回顾了报告的特定功能和硬件的发展,通常是运营农业机器人收割机所要求的;它们包括(a)视觉系统,(b)运动计划/导航方法(对于机器人平台和/或ARM),(c)具有3D可视化的人类机器人交流(HRI)策略,(d)系统操作计划&掌握策略和(e)机器人最终效果/抓手设计。显然,自动化农业,特别是通过机器人系统的自主收获是一个研究领域,它仍然敞开着,在可以做出新的贡献的地方提供了一些挑战。
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通常通过过去的选择来告知机器学习中的评估,例如要使用哪些数据集或指标。该标准化可以使用排行榜对平等基础进行比较,但是随着出现更好的替代方案,评估选择变得不佳。这个问题在自然语言生成中尤其相关,该语言需要不断改善的数据集,指标和人类评估以提出确定性的主张。为了使遵循最佳模型评估实践更加容易,我们介绍了GEMV2。新版本的一代,评估和指标基准为数据集,模型和指标开发人员提供了模块化基础架构,以使彼此受益。GEMV2支持40种记录的数据集中51种语言。所有数据集的模型都可以在线评估,我们的交互式数据卡创建和渲染工具使得在Living Benchmark中添加新数据集变得更加容易。
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在先前有关多代理区防御游戏的文献中,捍卫者对攻击者的任务是基于与攻击者拦截相关的成本度量完成的。与此相反,本文提出了一项互相碰撞拦截策略(IDCAI),供捍卫者拦截攻击者以捍卫保护区,因此辩护人到攻击者的分配协议不仅要考虑到拦截 - 相关的成本,但也考虑了捍卫者在其最佳拦截轨迹上的任何未来碰撞。特别是,在本文中,捍卫者被分配给使用混合成员二次计划(MIQP)拦截攻击者,该计划:1)最大程度地减少后卫在时间优势控制下捕获攻击者所花费的时间,以及2 )有助于消除或延迟捍卫者在最佳轨迹上的未来碰撞。为了防止由于攻击者的时间次数最佳行为而引起的最佳轨迹或碰撞的必然碰撞,还提供了使用指数控制屏障功能(ECBF)的最小增强控制。模拟显示了该方法的功效。
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由于筛选乳房X线照片的假阴性评估,通常在晚期检测到与其他癌症更差的间隔和大型侵入性乳腺癌。错过的筛选时间检测通常由其周围乳腺组织模糊的肿瘤引起的,这是一种称为掩蔽的现象。为了研究和基准爆发癌症的乳房Xmmpare掩蔽,在这项工作中,我们引入CSAW-M,最大的公共乳房数据集,从10,000多个人收集并用潜在的掩蔽注释。与以前的方法对比测量乳房图像密度作为代理的方法,我们的数据集直接提供了五个专家屏蔽潜在评估的注释。我们还培训了CSAW-M的深入学习模型来估计掩蔽水平,并显示估计的掩蔽更加预测筛查患有间隔和大型侵入性癌症的参与者 - 而不是明确培训这些任务 - 而不是其乳房密度同行。
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基于二次程序(QP)基于状态反馈控制器,其不等式约束以控制障碍(CBFS)和Lyapunov函数的限制使用类-U \ Mathcal {K k} $函数其值的值,对其值的函数,对其值的参数敏感这些类 - $ \ MATHCAL {K} $ functions。但是,有效CBF的构建并不直接,对于QP的任意选择参数,系统轨迹可能会进入QP最终变得不可行的状态,或者可能无法实现所需的性能。在这项工作中,我们将控制合成问题作为差异策略提出,其参数在高级别的时间范围内被优化,从而导致双层优化常规。在不了解一组可行参数的情况下,我们开发了一种递归可行性引导的梯度下降方法来更新QP的参数,以便新解决方案至少和以前的解决方案的性能至少执行。通过将动力学系统视为有向图,随着时间的推移,这项工作提出了一种新颖的方式,可以通过(1)使用其解决方案的梯度来优化QP控制器在一个时间范围内对多个CBF的性能进行敏感性,从而提出了一种新的方式。分析,以及(2)将这些和系统动力学梯度进行反向传播,以更新参数,同时保持QPS的可行性。
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