尽管当前的视觉算法在许多具有挑战性的任务上都表现出色，但尚不清楚他们如何理解现实世界环境的物理动态。在这里，我们介绍了Physion，一种数据集和基准，用于严格评估预测物理场景如何随着时间而发展的能力。我们的数据集具有对各种物理现象的现实模拟，包括刚性和软体体碰撞，稳定的多对象配置，滚动，滑动和弹丸运动，因此比以前的基准提供了更全面的挑战。我们使用Physion来基准一套模型，其体系结构，学习目标，投入输出结构和培训数据各不相同。同时，我们在同一场景上获得了人类预测行为的精确测量，从而使我们能够直接评估任何模型能够近似人类行为的效果。我们发现，学习以对象为中心的表示的视觉算法通常优于那些没有人的表现，但仍未达到人类绩效。另一方面，绘制具有直接访问物理状态信息的神经网络的表现效果更好，并且做出与人类制作的预测更相似。这些结果表明，提取场景的物理表征是在视力算法中实现人类水平和类似人类的物理理解的主要瓶颈。我们已公开发布了所有数据和代码，以促进使用物理以完全可重现的方式对其他模型进行基准测试，从而使对视觉算法的进度进行系统的评估，这些算法像人们一样坚固地了解物理环境。

With the growing global deployment of carbon capture and sequestration technology to combat climate change, monitoring and detection of potential CO2 leakage through existing or storage induced faults are critical to the safe and long-term viability of the technology. Recent work on time-lapse seismic monitoring of CO2 storage has shown promising results in its ability to monitor the growth of the CO2 plume from surface recorded seismic data. However, due to the low sensitivity of seismic imaging to CO2 concentration, additional developments are required to efficiently interpret the seismic images for leakage. In this work, we introduce a binary classification of time-lapse seismic images to delineate CO2 plumes (leakage) using state-of-the-art deep learning models. Additionally, we localize the leakage region of CO2 plumes by leveraging Class Activation Mapping methods.

The number of international benchmarking competitions is steadily increasing in various fields of machine learning (ML) research and practice. So far, however, little is known about the common practice as well as bottlenecks faced by the community in tackling the research questions posed. To shed light on the status quo of algorithm development in the specific field of biomedical imaging analysis, we designed an international survey that was issued to all participants of challenges conducted in conjunction with the IEEE ISBI 2021 and MICCAI 2021 conferences (80 competitions in total). The survey covered participants' expertise and working environments, their chosen strategies, as well as algorithm characteristics. A median of 72% challenge participants took part in the survey. According to our results, knowledge exchange was the primary incentive (70%) for participation, while the reception of prize money played only a minor role (16%). While a median of 80 working hours was spent on method development, a large portion of participants stated that they did not have enough time for method development (32%). 25% perceived the infrastructure to be a bottleneck. Overall, 94% of all solutions were deep learning-based. Of these, 84% were based on standard architectures. 43% of the respondents reported that the data samples (e.g., images) were too large to be processed at once. This was most commonly addressed by patch-based training (69%), downsampling (37%), and solving 3D analysis tasks as a series of 2D tasks. K-fold cross-validation on the training set was performed by only 37% of the participants and only 50% of the participants performed ensembling based on multiple identical models (61%) or heterogeneous models (39%). 48% of the respondents applied postprocessing steps.

The NASA Astrophysics Data System (ADS) is an essential tool for researchers that allows them to explore the astronomy and astrophysics scientific literature, but it has yet to exploit recent advances in natural language processing. At ADASS 2021, we introduced astroBERT, a machine learning language model tailored to the text used in astronomy papers in ADS. In this work we: - announce the first public release of the astroBERT language model; - show how astroBERT improves over existing public language models on astrophysics specific tasks; - and detail how ADS plans to harness the unique structure of scientific papers, the citation graph and citation context, to further improve astroBERT.

ICECUBE是一种用于检测1 GEV和1 PEV之间大气和天体中微子的光学传感器的立方公斤阵列，该阵列已部署1.45 km至2.45 km的南极的冰盖表面以下1.45 km至2.45 km。来自ICE探测器的事件的分类和重建在ICeCube数据分析中起着核心作用。重建和分类事件是一个挑战，这是由于探测器的几何形状，不均匀的散射和冰中光的吸收，并且低于100 GEV的光，每个事件产生的信号光子数量相对较少。为了应对这一挑战，可以将ICECUBE事件表示为点云图形，并将图形神经网络（GNN）作为分类和重建方法。 GNN能够将中微子事件与宇宙射线背景区分开，对不同的中微子事件类型进行分类，并重建沉积的能量，方向和相互作用顶点。基于仿真，我们提供了1-100 GEV能量范围的比较与当前ICECUBE分析中使用的当前最新最大似然技术，包括已知系统不确定性的影响。对于中微子事件分类，与当前的IceCube方法相比，GNN以固定的假阳性速率（FPR）提高了信号效率的18％。另外，GNN在固定信号效率下将FPR的降低超过8（低于半百分比）。对于能源，方向和相互作用顶点的重建，与当前最大似然技术相比，分辨率平均提高了13％-20％。当在GPU上运行时，GNN能够以几乎是2.7 kHz的中位数ICECUBE触发速率的速率处理ICECUBE事件，这打开了在在线搜索瞬态事件中使用低能量中微子的可能性。

远期操作员的计算成本和选择适当的先前分布的计算成本挑战了贝叶斯对高维逆问题的推断。摊销的变异推理解决了这些挑战，在这些挑战中，训练神经网络以近似于现有模型和数据对的后验分布。如果以前看不见的数据和正态分布的潜在样品作为输入，则预处理的深神经网络（在我们的情况下是有条件的正常化流量）几乎没有成本的后验样品。然而，这种方法的准确性取决于高保真训练数据的可用性，由于地球的异质结构，由于地球物理逆问题很少存在。此外，准确的摊销变异推断需要从训练数据分布中汲取观察到的数据。因此，我们建议通过基于物理学的校正对有条件的归一化流量分布来提高摊销变异推断的弹性。为了实现这一目标，我们不是标准的高斯潜在分布，我们通过具有未知平均值和对角线协方差的高斯分布来对潜在分布进行参数化。然后，通过最小化校正后分布和真实后验分布之间的kullback-leibler差异来估算这些未知数量。尽管通用和适用于其他反问题，但通过地震成像示例，我们表明我们的校正步骤可提高摊销变异推理的鲁棒性，以相对于源实验数量的变化，噪声方差以及先前分布的变化。这种方法提供了伪像有限的地震图像，并评估其不确定性，其成本大致与五个反度迁移相同。

使用生成的对抗神经网络和更精确的周期内，无监督和不配对的域翻译是组织病理学图像的染色翻译的最新技术。然而，它通常遭受循环一致但非结构保存错误的存在。我们为一组方法提出了一种替代方法，该方法依赖于分割一致性，可以保留病理结构。专注于免疫组织化学（IHC）和多重免疫荧光（MIF），我们引入了一种简单而有效的指导方案，作为一种损失函数，以利用污渍翻译和染色隔离的一致性。定性和定量实验显示了提出的方法改善两个域之间翻译的能力。

口语语言理解（SLU）任务涉及从语音音频信号映射到语义标签。鉴于此类任务的复杂性，可能预期良好的性能需要大量标记的数据集，这很难为每个新任务和域收集。但是，最近的自我监督讲话表现的进步使得考虑使用有限标记的数据学习SLU模型是可行的。在这项工作中，我们专注于低资源讨论（ner）并解决问题：超越自我监督的预培训，我们如何使用未为任务注释的外部语音和/或文本数据？我们借鉴了各种方法，包括自我训练，知识蒸馏和转移学习，并考虑其对端到端模型和管道（语音识别后跟文本型号）的适用性。我们发现，这些方法中的几种方法可以在资源受限的环境中提高绩效，超出了训练有素的表示的福利。与事先工作相比，我们发现改进的F1分数高达16％。虽然最好的基线模型是一种管道方法，但使用外部数据时最终通过端到端模型实现的最佳性能。我们提供了详细的比较和分析，例如，端到端模型能够专注于更加立列人的单词。

用于探索美国国家航空航天局的搜索工具（广告）可以相当丰富和赋予（例如，类似和趋势的运营商），但研究人员尚未允许完全杠杆语义搜索。例如，对“普朗克任务的结果”查询应该能够区分普朗克（人，任务，常量，机构和更多）的所有各种含义，而无需从用户进一步澄清。在广告中，我们正在将现代机器学习和自然语言处理技术应用于我们最近的天文出版物的数据集，以培训Astrobert，这是一种基于Google研究的深刻语境语言模型。使用AstrBert，我们的目标是丰富广告数据集并提高其可发现性，特别是我们正在开发自己的命名实体识别工具。我们在这里展示我们初步的结果和经验教训。

通过共享数据集和基准，已经促进了语音处理的进展。历史上，这些都集中在自动语音识别（ASR），扬声器标识或其他较低级别的任务上。兴趣在更高层次的口语中越来越多，理解任务，包括使用端到端模型，但是此类任务的注释数据集较少。与此同时，最近的工作显示了预先培训通用表示的可能性，然后使用相对较少标记的数据进行微调的多个任务。我们建议为口语语言理解（屠宰）创建一套基准任务，由有限尺寸标记的培训集和相应的评估集组成。该资源将允许研究界跟踪进度，评估高级任务的预先接受预期的表示，并研究开放的问题，例如管道与端到端方法的实用性。我们介绍了雪橇基准套件的第一阶段，包括指定实体识别，情感分析和相应数据集上的ASR。我们专注于自然产生的（未读取或综合）语音和自由可用的数据集。我们为VoxceReb和Voxpopuli数据集的子集提供新的转录和注释，基线模型的评估指标和结果，以及重现基线的开源工具包，并评估新模型。