光声（OA）成像基于对生物组织的激发，该组织具有纳米持续激光脉冲，然后随后检测通过光吸收介导的热弹性扩张产生的超声波。 OA成像具有丰富的光学对比度和深层组织高分辨率之间的强大组合。这使得在临床和实验室环境中都可以探索许多有吸引力的新应用程序。但是，没有使用不同类型的实验设置和相关处理方法生成的标准化数据集，可以促进OA在临床环境中的更广泛应用中的进步。这使新的和已建立的数据处理方法之间的客观比较变得复杂，通常会导致定性结果和对数据的任意解释。在本文中，我们提供实验性和合成OA原始信号以及带有不同实验参数和层析成像采集几何形状的重建图像结构域数据集。我们进一步提供了训练有素的神经网络，以应对与OA图像处理相关的三个重要挑战，即在有限的视图层析成像条件下准确重建，去除空间不足的采样伪像以及解剖学细分，以改善图像重建。具体而言，我们将与上述挑战相对应的18个实验定义为用于开发更先进处理方法的参考的基准。
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In this study, to address the current high earlydetection miss rate of colorectal cancer (CRC) polyps, we explore the potentials of utilizing transfer learning and machine learning (ML) classifiers to precisely and sensitively classify the type of CRC polyps. Instead of using the common colonoscopic images, we applied three different ML algorithms on the 3D textural image outputs of a unique vision-based surface tactile sensor (VS-TS). To collect realistic textural images of CRC polyps for training the utilized ML classifiers and evaluating their performance, we first designed and additively manufactured 48 types of realistic polyp phantoms with different hardness, type, and textures. Next, the performance of the used three ML algorithms in classifying the type of fabricated polyps was quantitatively evaluated using various statistical metrics.
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In this paper, to address the sensitivity and durability trade-off of Vision-based Tactile Sensor (VTSs), we introduce a hyper-sensitive and high-fidelity VTS called HySenSe. We demonstrate that by solely changing one step during the fabrication of the gel layer of the GelSight sensor (as the most well-known VTS), we can substantially improve its sensitivity and durability. Our experimental results clearly demonstrate the outperformance of the HySenSe compared with a similar GelSight sensor in detecting textural details of various objects under identical experimental conditions and low interaction forces (<= 1.5 N).
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EEG信号是复杂且低频信号。因此，它们很容易受到外部因素的影响。脑电图伪像的去除对于神经科学至关重要，因为伪影对脑电图分析的结果有重大影响。在这些文物中，去除眼伪影是最具挑战性的。在这项研究中，通过开发基于双向长期记忆（BILSTM）的深度学习（DL）模型来提出一种新型的眼部伪像去除方法。我们创建了一个基准测试数据集，通过组合Eegdenoisenet和DEAP数据集来训练和测试提出的DL模型。我们还通过以各种SNR级别的EOG污染地面真相清洁的脑电图来增强数据。然后，使用小波同步转换（WSST）获得的高定位时频（TF）系数（WSST）获得的高定位时频（TF）系数，将Bilstm网络馈送到从增强信号中提取的特征。我们还将基于WSST的DL模型结果与传统TF分析（TFA）方法进行比较，即短期傅立叶变换（STFT）和连续小波转换（CWT）以及增强原始信号。最佳的平均MSE值为0.3066是通过首次基于BilstM的WSST-NET模型获得的。我们的结果表明，与传统的TF和原始信号方法相比，WSST-NET模型显着改善了伪影的性能。此外，提出的EOG去除方法表明，它的表现优于文献中许多基于常规和DL的眼神伪像去除方法。
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最近的研究提出了一系列针对深度任务模型的专业优化算法。通常声称这些多任务优化（MTO）方法产生的解决方案优于仅通过优化任务损失的加权平均值而获得的解决方案。在本文中，我们对各种语言和视觉任务进行大规模实验，以检查这些主张的经验有效性。我们表明，尽管这些算法的设计和计算复杂性增加了，但MTO方法并未产生超出传统优化方法可实现的性能的任何改进。我们强调了替代策略，这些策略始终如一地提高性能概况，并指出可能导致次优效果的常见训练陷阱。最后，我们概述了可靠地评估MTO算法的性能并讨论潜在解决方案的挑战。
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牙科时代是确定个人年龄的最可靠方法之一。通过使用牙科全景射线照相（DPR）图像，法医科学中的医师和病理学家试图建立没有有效法律记录或注册患者的个人的年代年龄。实践中当前的方法需要密集的劳动，时间和合格的专家。在医学图像处理领域，深度学习算法的发展提高了预测真实价值的敏感性，同时降低了成像时间的处理速度。这项研究提出了一种自动化方法，以使用1,332个DPR图像估算8至68岁的个体的法医年龄。最初，使用基于转移学习的模型进行了实验分析，包括InceptionV3，Densenet201，EdgitionNetB4，MobilenetV2，VGG16和Resnet50V2；因此，修改了表现最好的模型InceptionV3，并开发了新的神经网络模型。减少开发模型体系结构中已经可用的参数数量，从而更快，更准确。所达到的结果的性能指标如下：平均绝对误差（MAE）为3.13，均方根误差（RMSE）为4.77，相关系数r $ $^2 $为87％。可以想象将新模型作为法医学和牙科医学中的潜在可靠和实用的辅助设备。
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血浆定义为物质的第四个状态，在高电场下可以在大气压下产生非热血浆。现在众所周知，血浆激活液体（PAL）的强和广谱抗菌作用。机器学习（ML）在医疗领域的可靠适用性也鼓励其在等离子体医学领域的应用。因此，在PALS上的ML应用可以提出一种新的观点，以更好地了解各种参数对其抗菌作用的影响。在本文中，通过使用先前获得的数据来定性预测PAL的体外抗菌活性，从而介绍了比较监督的ML模型。进行了文献搜索，并从33个相关文章中收集了数据。在所需的预处理步骤之后，将两种监督的ML方法（即分类和回归）应用于数据以获得微生物灭活（MI）预测。对于分类，MI分为四类，对于回归，MI被用作连续变量。为分类和回归模型进行了两种不同的可靠交叉验证策略，以评估所提出的方法。重复分层的K折交叉验证和K折交叉验证。我们还研究了不同特征对模型的影响。结果表明，高参数优化的随机森林分类器（ORFC）和随机森林回归者（ORFR）分别比其他模型进行了分类和回归的模型更好。最后，获得ORFC的最佳测试精度为82.68％，ORFR的R2为0.75。 ML技术可能有助于更好地理解在所需的抗菌作用中具有主要作用的血浆参数。此外，此类发现可能有助于将来的血浆剂量定义。
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人工智能（AI）模型的黑框性质不允许用户理解和有时信任该模型创建的输出。在AI应用程序中，不仅结果，而且结果的决策路径至关重要，此类Black-Box AI模型还不够。可解释的人工智能（XAI）解决了此问题，并定义了用户可解释的一组AI模型。最近，有几种XAI模型是通过在医疗保健，军事，能源，金融和工业领域等各个应用领域的黑盒模型缺乏可解释性和解释性来解决有关的问题。尽管XAI的概念最近引起了广泛关注，但它与物联网域的集成尚未完全定义。在本文中，我们在物联网域范围内使用XAI模型对最近的研究进行了深入和系统的综述。我们根据其方法和应用领域对研究进行分类。此外，我们旨在专注于具有挑战性的问题和开放问题，并为未来的方向指导开发人员和研究人员进行未来的未来调查。
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2022-05-09
在本文中，我们分享了我们努力建立能够翻译一千多种语言的实用机器翻译（MT）系统的发现。我们在三个研究领域中描述了结果：（i）通过利用半监督预训练的语言识别和开发数据驱动的过滤技术来构建1500多种语言的清洁，网挖数据集； （ii）通过利用大规模的多语言模型来开发用于服务不足的语言的实用MT模型，该模型训练了有监督的并行数据，以使用100多种高资源语言和单语言数据集，以增加1000多种语言； （iii）研究这些语言的评估指标的局限性，并对我们MT模型的输出进行定性分析，突出显示了这些类型模型的几种频繁误差模式。我们希望我们的工作为旨在为当前研究的语言构建MT系统的从业者提供有用的见解，并突出显示可以补充Data-Sparse设置中大量多语言模型的弱点的研究方向。
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大型语言模型已被证明可以使用少量学习来实现各种自然语言任务的出色表现，这大大减少了将模型调整到特定应用程序所需的特定任务培训示例的数量。为了进一步了解量表对少量学习的影响，我们培训了一个5400亿个参数，密集激活的变压器语言模型，我们称之为“途径”语言模型棕榈。我们使用Pathways在6144 TPU V4芯片上训练了Palm，这是一种新的ML系统，可在多个TPU POD上进行高效的训练。我们通过在数百种语言理解和产生基准的基准方面实现最先进的学习结果来证明扩展的持续好处。在这些任务中，Palm 540B实现了突破性的表现，在一系列多步推理任务上表现出色，超过了最新的最新表现，并且在最近发布的Big Benchmark上表现优于平均人类表现。大量的大型基础任务显示出与模型量表的不连续改进，这意味着当我们扩展到最大模型时，性能急剧增加。 Palm在多语言任务和源代码生成方面也具有很强的功能，我们在各种基准测试中证明了这一点。我们还提供了有关偏见和毒性的全面分析，并研究了训练数据记忆的程度，相对于模型量表。最后，我们讨论与大语言模型有关的道德考虑，并讨论潜在的缓解策略。
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