虽然工业互联网的东西已经增加了工业设备中永久安装的传感器数量,但由于在石化工业中非常大的植物中的传感器或稀疏密度,覆盖率将存在差距。现代应急响应操作开始使用具有能够将传感器机器人丢弃到精确位置的小型无人机系统(SUAS)。 SUA可以提供长期持续监控,即航空无人机无法提供。尽管这些资产的成本相对较低,但是选择哪个机器人传感系统部署在紧急响应期间复杂的植物环境中的工业过程中的哪一部分仍然具有挑战性。本文介绍了一种优化应急传感器部署作为实现机器人在灾区响应的初步步骤的框架。 AI技术(长期内存,1维卷积神经网络,逻辑回归和随机林)识别传感器最有价值的区域,而无需人类进入潜在的危险区域。在描述的情况下,优化的成本函数考虑了假阳性和假阴性错误的成本。减缓的决定包括实施维修或关闭工厂。信息(EVI)的预期值用于识别要部署的最有价值的类型和物理传感器的位置,以增加传感器网络的决策分析值。该方法应用于使用化学植物的田纳西州伊士曼流程数据集的案例研究,我们讨论了我们对植物紧急情况和弹性情景中传感器的操作,分配和决策的影响的影响。
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The use of needles to access sites within organs is fundamental to many interventional medical procedures both for diagnosis and treatment. Safe and accurate navigation of a needle through living tissue to an intra-tissue target is currently often challenging or infeasible due to the presence of anatomical obstacles in the tissue, high levels of uncertainty, and natural tissue motion (e.g., due to breathing). Medical robots capable of automating needle-based procedures in vivo have the potential to overcome these challenges and enable an enhanced level of patient care and safety. In this paper, we show the first medical robot that autonomously navigates a needle inside living tissue around anatomical obstacles to an intra-tissue target. Our system leverages an aiming device and a laser-patterned highly flexible steerable needle, a type of needle capable of maneuvering along curvilinear trajectories to avoid obstacles. The autonomous robot accounts for anatomical obstacles and uncertainty in living tissue/needle interaction with replanning and control and accounts for respiratory motion by defining safe insertion time windows during the breathing cycle. We apply the system to lung biopsy, which is critical in the diagnosis of lung cancer, the leading cause of cancer-related death in the United States. We demonstrate successful performance of our system in multiple in vivo porcine studies and also demonstrate that our approach leveraging autonomous needle steering outperforms a standard manual clinical technique for lung nodule access.
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对应用深神网络自动解释和分析12铅心电图(ECG)的兴趣增加了。机器学习方法的当前范例通常受到标记数据量的限制。对于临床上的数据,这种现象尤其有问题,在该数据中,根据所需的专业知识和人类努力,规模标签可能是耗时且昂贵的。此外,深度学习分类器可能容易受到对抗性例子和扰动的影响,例如在医疗,临床试验或保险索赔的背景下应用时,可能会带来灾难性的后果。在本文中,我们提出了一种受生理启发的数据增强方法,以提高性能并根据ECG信号提高心脏病检测的鲁棒性。我们通过将数据分布驱动到瓦斯坦斯坦空间中的大地测量中的其他类别来获得增强样品。为了更好地利用领域特定的知识,我们设计了一个基础指标,该指标识别基于生理确定的特征的ECG信号之间的差异。从12铅ECG信号中学习,我们的模型能够区分五种心脏条件。我们的结果表明,准确性和鲁棒性的提高,反映了我们数据增强方法的有效性。
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对称性一直是探索广泛复杂系统的基本工具。在机器学习中,在模型和数据中都探索了对称性。在本文中,我们试图将模型家族架构引起的对称性与该家族的内部数据表示的对称性联系起来。我们通过计算一组基本的对称组来做到这一点,我们称它们称为模型的\ emph {Intertwiner组}。这些中的每一个都来自模型的特定非线性层,不同的非线性导致不同的对称组。这些组以模型的权重更改模型的权重,使模型所代表的基础函数保持恒定,但模型内部数据的内部表示可能会改变。我们通过一系列实验将Intertwiner组连接到模型的数据内部表示,这些实验在具有相同体系结构的模型之间探测隐藏状态之间的相似性。我们的工作表明,网络的对称性在该网络的数据表示中传播到对称性中,从而使我们更好地了解架构如何影响学习和预测过程。最后,我们推测,对于Relu网络,交织组可能会为在隐藏层而不是任意线性组合的激活基础上集中模型可解释性探索的共同实践提供理由。
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预测风险评分越来越多地用于指导复杂环境(尤其是医疗保健)中的临床或其他干预措施。直接更新用于指导干预措施的风险评分会导致风险估计。我们建议使用“保留集”(未接受风险评分引导干预措施的人口子集)进行更新,以防止这种情况。由于保留集中的样本并不能从风险预测中受益,因此其规模必须权衡更新的风险评分的性能,同时最大程度地减少被保留样品的数量。我们证明,这种方法的表现优于简单的替代方案,并且通过定义一般的损失函数描述了可以轻松识别最佳保持尺寸(OHS)的条件。我们引入了OHS估计的参数和半参数算法,并证明了它们在近期对先兆子痫的风险评分上的使用。基于这些结果,我们认为保留集是安全,可行且易于实施的手段,可以安全地更新预测风险得分。
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先进的制造技术使生产材料具有最先进的性质。然而,在许多情况下,这些技术的物理学模型的发展落后于实验室的使用。这意味着设计和运行实验在很大程度上通过试验和错误进行。这是次优,因为实验是成本 - ,时间和劳动密集型的。在这项工作中,我们提出了一种机器学习框架,差异属性分类(DPC),使实验者能够利用机器学习的无与伦比的模式匹配能力来追求数据驱动的实验设计。 DPC采用两种可能的实验参数集,并输出预测,其将产生具有由操作员指定的更可望的属性的材料。我们展示了DPC对AA7075管制造工艺和机械性能数据的成功,使用剪切辅助加工和挤出(形状),固相处理技术。我们表明,通过重点关注多个候选实验参数之间的选择,我们可以重新预测从处理参数预测材料属性的具有挑战性的回归任务,进入哪个机器学习模型可以实现良好性能的分类任务。
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