具有多级连接的深度神经网络，以复杂的方式进程输入数据来了解信息。网络学习效率不仅取决于复杂的神经网络架构，还取决于输入训练图像。具有用于头骨剥离或肿瘤的深神经网络的Medical图像分段。来自磁共振图像的分割使得能够学习图像的全局和局部特征。虽然收集在受控环境中的医学图像，但可能存在导致输入集中固有偏差的伪影或基于设备的方差。在本研究中，我们调查了具有神经网络分割精度的MR图像的图像质量指标的相关性。我们使用了3D DenSenet架构，并让网络在相同的输入上培训，但应用不同的方法来基于IQM值选择训练数据集。基于随机训练的模型之间的分割精度的差异基于IQM的训练输入揭示了图像质量指标对分割精度的作用。通过运行图像质量指标来选择培训输入，进一步调整网络的学习效率和分割精度。
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与标准动态范围（SDR）视频相比，高动态范围（HDR）视频可以代表更大的亮度和色彩范围，并且正迅速成为行业标准。与传统SDR视频相比，HDR视频具有更具挑战性的捕获，传输和显示要求。凭借其更大的深度，高级的电流传输功能以及更广泛的颜色范围，因此需要专门设计用于预测HDR视频质量的视频质量算法。为此，我们介绍了HDR视频的首次公开发布的大规模主观研究。我们研究扭曲的影响，例如压缩和混叠对HDR视频质量的影响。我们还通过在黑暗实验室环境和更明亮的客厅环境中进行研究来研究环境照明对HDR视频感知质量的影响。总共有66名受试者参加了这项研究，并收集了20,000多个意见分数，这使得这成为有史以来最大的HDR视频质量研究。我们预计，该数据集将成为研究人员为HDR视频开发更好的感知质量模型的宝贵资源。
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受数字孪生系统的启发，开发了一个新型的实时数字双框架，以增强机器人对地形条件的感知。基于相同的物理模型和运动控制，这项工作利用了与真实机器人同步的模拟数字双重同步，以捕获和提取两个系统之间的差异信息，这两个系统提供了多个物理数量的高维线索，以表示代表差异建模和现实世界。柔软的，非刚性的地形会导致腿部运动中常见的失败，因此，视觉感知完全不足以估计地形的这种物理特性。我们使用了数字双重来开发可折叠性的估计，这通过动态步行过程中的物理互动来解决此问题。真实机器人及其数字双重双重测量之间的感觉测量的差异用作用于地形可折叠性分析的基于学习的算法的输入。尽管仅在模拟中受过培训，但学习的模型可以在模拟和现实世界中成功执行可折叠性估计。我们对结果的评估表明，对不同方案和数字双重的优势的概括，可在地面条件下可靠地检测到细微差别。
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我们建议并探讨可以将语言模型作为社会科学研究中特定人类亚人群的有效代理进行研究的可能性。人工智能工具的实践和研究应用有时受到有问题的偏见（例如种族主义或性别歧视）的限制，这些偏见通常被视为模型的统一特性。我们表明，一个这样的工具中的“算法偏见”（GPT-3语言模型）既是细粒度又是人口统计相关的，这意味着适当的条件会导致其准确地仿真来自各种人类的响应分布亚组。我们将此属性称为“算法忠诚度”，并在GPT-3中探索其范围。我们通过将模型调节在美国进行的多项大型调查中的数千个社会人口统计背景故事中调节，从而创建“硅样本”。然后，我们比较硅和人类样品，以证明GPT-3中包含的信息远远超出了表面相似性。它是细微的，多方面的，并反映了特征人类态度的思想，态度和社会文化背景之间的复杂相互作用。我们建议，具有足够算法的忠诚度的语言模型构成了一种新颖而有力的工具，可以促进各种学科的人类和社会的理解。
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基于栅极定义的量子点（QD）的量子计算机有望扩展。但是，随着量子位数量的增加，手动校准这些系统的负担变得不合理，必须使用自主调整。最近有一系列关于各种QD参数自动调整的演示，例如粗门范围，全局状态拓扑（例如，单QD，双QD），电荷和隧道与多种方法偶联。在这里，我们演示了一种直观，可靠和数据效率的工具集，用于自动化的全球状态和电荷调整，并在被认为是物理信息的调整（PIT）中。 PIT的第一个模块是一种基于动作的算法，该算法将机器学习（ML）分类器与物理知识相结合，以导航到目标全球状态。第二个模块使用一系列的一维测量值，首先清空电荷QD，然后校准电容式耦合，然后导航到目标电荷状态，从而调整目标电荷状态。基于动作的调整的成功率一致地超过了适合离线测试的模拟和实验数据的$ 95〜 \％$。使用模拟数据测试时，充电设置的成功率是可比性的，$ 95.5（5.4）〜\％$，对于离线实验测试的成功率略差，平均为$ 89.7（17.4）〜\％$（中位数$ 97.5） 〜\％$）。值得注意的是，高性能在学术清洁室和工业300毫米工艺线上制造的样品的数据中都得到了证明，进一步强调了坑的设备 - 不足程度。共同对一系列模拟和实验设备进行了这些测试，证明了PIT的有效性和鲁棒性。
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在极端分辨率上监测植被生产力对于现实世界中的农业应用非常有价值，例如检测作物压力和提供粮食不安全的预警。太阳能诱导的叶绿素荧光（SIF）提供了一种直接从空间中测量植物生产力的有希望的方法。但是，卫星SIF观察只能以粗空间分辨率进行，因此无法监视单个农作物类型或农场的表现。这构成了一个具有挑战性的粗略监督回归（或缩小）任务；在训练时，我们只有粗分辨率（3公里）的SIF标签，但我们希望以更精细的空间分辨率预测SIF（例如30m，增加了100倍）。我们还具有其他精细分辨率输入功能，但是这些功能与SIF之间的关系尚不清楚。为了解决这个问题，我们提出了一种粗糙的平滑U-NET（CS-Sunet），这是这种粗糙监督设置的新方法。 CS-Sunet基于先验知识（例如平滑度损失），将深卷卷网络的表达能力与新颖的正则化方法相结合，这对于防止过度拟合至关重要。实验表明，CS-Sunet比现有方法更准确地解决SIF中的细粒变化。
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面部识别网络通常展示相对于性别，Skintone等的敏感属性，适用于性别和Skintone，我们观察到网络的面积，网络参加属性的类别。这可能有助于偏见。在这种直觉上建立一种新的基于蒸馏的方法，称为蒸馏和去偏置（D＆D），以实施网络以寻求类似的面部区域，而不管属性类别如何。在D＆D中，我们从一个属性中培训一类图像的教师网络;例如轻的Skintone。然后从教师蒸馏信息，我们在剩余类别的图像上培训学生网络;例如，黑暗的skintone。特征级蒸馏损失约束学生网络以生成类似教师的表示。这允许学生网络参加所有属性类别的类似面部区域，并使其能够减少偏差。我们还提出了D＆D的顶部的第二蒸馏步骤，称为D＆D ++。对于D＆D ++网络，我们将D＆D网络的“未偏见”蒸馏成新的学生网络，D＆D ++网络。我们在所有属性类别上培训新网络;例如，光明和黑暗的碳酸根。这有助于我们培训对属性偏差的网络，同时获得比D＆D更高的面部验证性能。我们展示D＆D ++优于在IJB-C数据集上减少性别和Skintone偏置的现有基线，同时获得比现有的对抗偏置方法更高的面部验证性能。我们评估我们所提出的方法对两个最先进的面部识别网络的有效性：Crystalface和Arcface。
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气候变化对作物相关的疑虑构成了新的挑战，包括粮食不安全，供应稳定和经济规划。作为中央挑战之一，作物产量预测已成为机器学习领域的按压任务。尽管重要的是，预测任务是特别的复杂性，因为作物产量取决于天气，陆地，土壤质量等各种因素，以及它们的相互作用。近年来，在该域中成功应用了机器学习模型。然而，这些模型要么将他们的任务限制为相对较小的区域，或者只在单个或几年内进行研究，这使得它们难以在空间和时间上概括。在本文中，我们介绍了一种用于作物产量预测的新型图形的复发性神经网络，以纳入模型中的地理和时间知识，进一步提升预测力。我们的方法是在美国大陆的41个州的2000年历史上进行培训，验证和测试，从1981年到2019年覆盖了几年。据我们所知，这是第一种机器学习方法，可在作物产量预测中嵌入地理知识预测全国县级的作物产量。我们还通过应用众所周知的线性模型，基于树的模型，深度学习方法以及比较它们的性能来对与其他机器学习基线进行稳固的基础。实验表明，我们的提出方法始终如一地优于各种指标上现有的现有方法，验证地理空间和时间信息的有效性。
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当前的量子点（QD）设备的自动传动方法在显示出一些成功的同时，缺乏对数据可靠性的评估。当自主系统处理嘈杂或低质量数据时，这会导致意外的失败。在这项工作中，我们为QD设备的强大自动调整提供了一个框架，该QD设备将机器学习（ML）状态分类器与数据质量控制模块结合在一起。数据质量控制模块充当“守门人”系统，确保只有国家分类器处理可靠的数据。较低的数据质量会导致设备重新校准或终止。为了训练两个ML系统，我们通过结合QD实验的典型合成噪声来增强QD仿真。我们确认，在状态分类器的训练中包含合成噪声可以显着提高性能，在测试实验数据时，准确性为95.0（9）％。然后，我们通过表明状态分类器的性能随着预期的数据质量而恶化，从而验证数据质量控制模块的功能。我们的结果为嘈杂的QD设备的自动调整建立了强大而灵活的ML框架。
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许多生物，包括各种种类的蜘蛛和毛毛虫，都会改变其形状以切换步态并适应不同的环境。从可拉伸电路到高度变形的软机器人，最近的技术进步已经开始使变化的机器人成为可能。但是，目前尚不清楚应如何以及何时发生变化以及可以获得哪些功能，从而导致各种未解决的设计和控制问题。为了开始解决这些问题，我们在这里模拟，设计和构建一个软机器人，该机器人利用形状变化来在平坦和倾斜的表面上实现运动。在模拟中对该机器人进行建模，我们在两个环境中探索了它的功能，并证明了特定于环境特定形状和步态的存在，这些形状和步态成功地转移到了物理硬件中。我们发现，改变形状的机器人在模拟和现实中比等效但不正确的机器人更好地遍历这些环境。
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