Wearable sensors for measuring head kinematics can be noisy due to imperfect interfaces with the body. Mouthguards are used to measure head kinematics during impacts in traumatic brain injury (TBI) studies, but deviations from reference kinematics can still occur due to potential looseness. In this study, deep learning is used to compensate for the imperfect interface and improve measurement accuracy. A set of one-dimensional convolutional neural network (1D-CNN) models was developed to denoise mouthguard kinematics measurements along three spatial axes of linear acceleration and angular velocity. The denoised kinematics had significantly reduced errors compared to reference kinematics, and reduced errors in brain injury criteria and tissue strain and strain rate calculated via finite element modeling. The 1D-CNN models were also tested on an on-field dataset of college football impacts and a post-mortem human subject dataset, with similar denoising effects observed. The models can be used to improve detection of head impacts and TBI risk evaluation, and potentially extended to other sensors measuring kinematics.

Objective: Traumatic brain injury can be caused by head impacts, but many brain injury risk estimation models are not equally accurate across the variety of impacts that patients may undergo and the characteristics of different types of impacts are not well studied. We investigated the spectral characteristics of different head impact types with kinematics classification. Methods: Data was analyzed from 3,262 head impacts from lab reconstruction, American football, mixed martial arts, and publicly available car crash data. A random forest classifier with spectral densities of linear acceleration and angular velocity was built to classify head impact types (e.g., football, car crash, mixed martial arts). To test the classifier robustness, another 271 lab-reconstructed impacts were obtained from 5 other instrumented mouthguards. Finally, with the classifier, type-specific, nearest-neighbor regression models were built for brain strain. Results: The classifier reached a median accuracy of 96% over 1,000 random partitions of training and test sets. The most important features in the classification included both low-frequency and high-frequency features, both linear acceleration features and angular velocity features. Different head impact types had different distributions of spectral densities in low-frequency and high-frequency ranges (e.g., the spectral densities of MMA impacts were higher in high-frequency range than in the low-frequency range). The type-specific regression showed a generally higher R^2-value than baseline models without classification. Conclusion: The machine-learning-based classifier enables a better understanding of the impact kinematics spectral density in different sports, and it can be applied to evaluate the quality of impact-simulation systems and on-field data augmentation.

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。

机器人系统的长期自主权隐含地需要可靠的平台，这些平台能够自然处理硬件和软件故障，行为问题或缺乏知识。基于模型的可靠平台还需要在系统开发过程中应用严格的方法，包括使用正确的构造技术来实现机器人行为。随着机器人的自治水平的提高，提供系统可靠性的提供成本也会增加。我们认为，自主机器人的可靠性可靠性可以从几种认知功能，知识处理，推理和元评估的正式模型中受益。在这里，我们为自动机器人代理的认知体系结构的生成模型提出了案例，该模型订阅了基于模型的工程和可靠性，自主计算和知识支持机器人技术的原则。

我们介绍了Caltech Fish计数数据集（CFC），这是一个用于检测，跟踪和计数声纳视频中鱼类的大型数据集。我们将声纳视频识别为可以推进低信噪比计算机视觉应用程序并解决多对象跟踪（MOT）和计数中的域概括的丰富数据来源。与现有的MOT和计数数据集相比，这些数据集主要仅限于城市中的人和车辆的视频，CFC来自自然世界领域，在该域​​中，目标不容易解析，并且无法轻易利用外观功能来进行目标重新识别。 CFC允许​​研究人员训练MOT和计数算法并评估看不见的测试位置的概括性能。我们执行广泛的基线实验，并确定在MOT和计数中推进概括的最新技术的关键挑战和机会。

在音频分类中，很少有参数的可区分的听觉过滤库覆盖了硬编码频谱图和原始音频之间的中间立场。LEAF（ARXIV：2101.08596）是一种基于Gabor的过滤库与每通道能量归一化（PCEN）相结合，显示出令人鼓舞的结果，但计算上很昂贵。随着不均匀的卷积内核大小和大步，通过更有效地达到相似的结果，我们可以更有效地达到相似的结果。在六个音频分类任务的实验中，我们的前端以叶子的准确性为3％，但两者都无法始终如一地胜过固定的MEL FilterBank。对可学习音频前端的寻求无法解决。

抗微生物抗性（AMR）是日益增长的公共卫生威胁，估计每年造成超过1000万人死亡，在现状预测下，到2050年，全球经济损失了100万亿美元。这些损失主要是由于治疗失败的发病率和死亡率增加，医疗程序中的AMR感染以及归因于AMR的生活质量损失所致。已经提出了许多干预措施来控制AMR的发展并减轻其传播带来的风险。本文回顾了细菌AMR管理和控制的关键方面，这些方面可以利用人工智能，机器学习以及数学和统计建模等数据技术，这些领域在本世纪已经快速发展。尽管数据技术已成为生物医学研究的组成部分，但它们对AMR管理的影响仍然很小。我们概述了使用数据技术来打击AMR，详细介绍了四个互补类别的最新进展：监视，预防，诊断和治疗。我们在生物医学研究，临床实践和“一个健康”背景下使用数据技术提供了有关当前AMR控制方法的概述。我们讨论了数据技术的潜在影响和挑战在高收入和中等收入国家中面临的实施，并建议将这些技术更容易地整合到医疗保健和公共卫生中所需的具体行动，并建议使用具体的行动部门。

估计大规模森林AGB和精细的空间决议对于温室气体会计，监测和验证工作以减轻气候变化的范围变得越来越重要。机载LiDAR对于在包括AGB在内的森林结构的属性建模非常有价值，但大多数LiDAR收集都发生在涵盖不规则，不连续的足迹的本地或区域尺度上，导致不同景观细分市场在各个时间点进行拼布。在这里，作为纽约州（美国）全州森林碳评估的一部分，我们解决了利用激光雷达拼布在景观尺度上的雷达拼凑而成的障碍，包括选择培训数据，对预测的区域或覆盖范围的特定模式的调查错误，并绘制与多个量表的现场清单一致。三种机器学习算法和一个集合模型经过FIA场测量，空气传播的激光雷达和地形，气候和心形地理训练。使用一组严格的地块选择标准，选择了801个FIA图，并从17个叶子覆盖范围（2014-2019）的拼布中绘制的共同定位的点云（2014-2019）。我们的合奏模型用于在预测定义的适用性区域（占激光雷达覆盖率的98％）内生成30 m AGB的预测表面，并将所得的AGB图与FIA绘图级别和面积估计值进行比较。我们的模型总体准确（％RMSE 22-45％; MAE 11.6-29.4 mg ha $^{ - 1} $; me 2.4-6.3 mg ha $^{ - 1} $），解释了73-80％的领域 - 观察到的变化，并得出与FIA基于设计的估计值一致的估计值（FIA 95％CI中的估计值的89％）。我们分享实用的解决方案，以使用LIDAR的时空拼布面临的挑战来满足不断增长的AGB映射需求，以支持森林碳会计和生态系统中的应用。

罕见的事件搜索使我们能够通过利用专门的大型探测器来搜索无法与其他方式无法访问的新物理学。机器学习提供了一种新工具来最大化这些检测器提供的信息。信息很少，这迫使这些算法从最低级别的数据开始，并利用检测器中的所有对称性来产生结果。在这项工作中，我们提出了Kamnet，该Kamnet在几何深度学习和时空数据分析中实现了突破，以最大程度地提高Kamland-Zen的物理范围，Kamland-Zen是kiloton量表球形液体闪烁体检测器，以寻找中微子的中微子双β衰减（$ 0 \ beta \ beta \ beta \ beta $） 。使用Kamland的简化背景模型，我们表明Kamnet在基准MC模拟上以较高的鲁棒性水平优于常规CNN。然后，我们使用模拟数据，证明了Kamnet将Kamland-Zen的敏感性提高到$ 0 \ nu \ beta \ beta \ beta $和$ 0 \ nu \ beta \ beta \ beta $的能力。这项工作的一个关键组成部分是增加了注意机制来阐明基础物理Kamnet用于背景排斥。

排名和分数是判断使用的两个常见数据类型，以表达对象集合中对质量的偏好和/或质量的看法。存在许多模型以单独研究每种类型的数据，但没有统一的统计模型同时捕获两个数据类型，而不首先执行数据转换。我们提出了Mallows-Binomial模型来缩短这种差距，它通过量化的参数来与二项式分数模型相结合，这些差距通过量化的参数来量化对象质量，共识等级和法官之间的共识水平。我们提出了一种有效的树搜索算法来计算模型参数的精确MLE，分析和通过模拟研究模型的统计特性，并通过模拟将我们的模型应用于来自授予面板审查的实例，从而将其分数和部分排名的拨款。 。此外，我们展示了如何使用模型输出来排序对象的信心。拟议的模型被证明是从分数和排名中明智地结合信息，以量化对象质量并衡量具有适当统计不确定性的相互达成的共识。