在整个2019年冠状病毒疾病（COVID-19）大流行中，决策者依靠预测模型来确定和实施非药物干预措施（NPI）。在构建预测模型时，需要从包括开发人员，分析师和测试人员在内的各种利益相关者进行不断更新的数据集，以提供精确的预测。在这里，我们报告了可扩展管道的设计，该管道可作为数据同步，以支持国际自上而下的时空时空观察和covid-19的预测模型，名为Where2test，用于德国，捷克西亚和波兰。我们已经使用PostgreSQL构建了一个操作数据存储（ODS），以连续合并多个数据源的数据集，执行协作工作，促进高性能数据分析和跟踪更改。 ODS不仅是为了存储来自德国，捷克和波兰的COVID-19数据，而且还存储了其他领域。元数据的模式采用维数事实模型，能够同步这些区域的各种数据结构，并且可以扩展到整个世界。接下来，使用批处理，转移和负载（ETL）作业填充ODS。随后创建了SQL查询，以减少为用户预处理数据的需求。然后，数据不仅可以支持使用版本控制的Arima-Holt模型和其他分析来预测，以支持决策制定，还可以风险计算器和优化应用程序。数据同步以每天的间隔运行，该间隔显示在https://www.where2test.de上。

Artificial Intelligence (AI) is having a tremendous impact across most areas of science. Applications of AI in healthcare have the potential to improve our ability to detect, diagnose, prognose, and intervene on human disease. For AI models to be used clinically, they need to be made safe, reproducible and robust, and the underlying software framework must be aware of the particularities (e.g. geometry, physiology, physics) of medical data being processed. This work introduces MONAI, a freely available, community-supported, and consortium-led PyTorch-based framework for deep learning in healthcare. MONAI extends PyTorch to support medical data, with a particular focus on imaging, and provide purpose-specific AI model architectures, transformations and utilities that streamline the development and deployment of medical AI models. MONAI follows best practices for software-development, providing an easy-to-use, robust, well-documented, and well-tested software framework. MONAI preserves the simple, additive, and compositional approach of its underlying PyTorch libraries. MONAI is being used by and receiving contributions from research, clinical and industrial teams from around the world, who are pursuing applications spanning nearly every aspect of healthcare.

通用数据模型解决了标准化电子健康记录（EHR）数据的许多挑战，但无法将其集成深度表型所需的资源。开放的生物学和生物医学本体论（OBO）铸造本体论提供了可用于生物学知识的语义计算表示，并能够整合多种生物医学数据。但是，将EHR数据映射到OBO Foundry本体论需要大量的手动策展和域专业知识。我们介绍了一个框架，用于将观察性医学成果合作伙伴关系（OMOP）标准词汇介绍给OBO铸造本体。使用此框架，我们制作了92,367条条件，8,615种药物成分和10,673个测量结果的映射。域专家验证了映射准确性，并且在24家医院进行检查时，映射覆盖了99％的条件和药物成分和68％的测量结果。最后，我们证明OMOP2OBO映射可以帮助系统地识别可能受益于基因检测的未诊断罕见病患者。

关于自适应梯度方法等自适应梯度方法等训练动力的知之甚少。在本文中，我们阐明了这些算法在全批处理和足够大的批处理设置中的行为。具体而言，我们从经验上证明，在全批训练中，预处理的Hessian的最大特征值通常在某个数值下平衡 - 梯度下降算法的稳定性阈值。对于带有步长$ \ eta $和$ \ beta_1 = 0.9 $的Adam，此稳定性阈值为$ 38/\ eta $。在Minibatch培训期间发生了类似的影响，尤其是随着批处理大小的增长。然而，即使自适应方法在``稳定性的自适应边缘''（AEOS）上训练，但它们在该制度中的行为与EOS的非自适应方法的行为有很大不同。 EOS处的非自适应算法被阻止进入损失景观的高曲率区域，而AEOS的自适应梯度方法可以继续前进到高外观区域，同时适应预先调节器以补偿。我们的发现可以成为社区对深度学习中适应性梯度方法的未来理解的基础。

结构分布，即组合空间的分布，通常用于学习观察到数据的潜在概率表示。然而，缩放这些模型是由高计算和内存复杂度相对于潜在表示的大小的瓶颈。诸如隐藏的马尔可夫模型（HMMS）和概率的无内容语法（PCFG）的常见模型在隐藏状态的数量中需要时间和空间二次和立方。这项工作展示了一种简单的方法来降低大类结构化模型的计算和内存复杂性。我们展示通过将中央推理步骤视为矩阵 - 矢量产品，并使用低秩约束，我们可以通过等级进行模型表达性和速度。用神经参数化结构化模型进行语言建模，复音音乐建模，无监督语法诱导和视频建模的实验表明，我们的方法在提供实用加速度的同时匹配大状态空间的标准模型的准确性。

肺癌是最致命的癌症之一，部分诊断和治疗取决于肿瘤的准确描绘。目前是最常见的方法的人以人为本的分割，须遵守观察者间变异性，并且考虑到专家只能提供注释的事实，也是耗时的。最近展示了有前途的结果，自动和半自动肿瘤分割方法。然而，随着不同的研究人员使用各种数据集和性能指标验证了其算法，可靠地评估这些方法仍然是一个开放的挑战。通过2018年IEEE视频和图像处理（VIP）杯竞赛创建的计算机断层摄影扫描（LOTUS）基准测试的肺起源肿瘤分割的目标是提供唯一的数据集和预定义的指标，因此不同的研究人员可以开发和以统一的方式评估他们的方法。 2018年VIP杯始于42个国家的全球参与，以获得竞争数据。在注册阶段，有129名成员组成了来自10个国家的28个团队，其中9个团队将其达到最后阶段，6队成功完成了所有必要的任务。简而言之，竞争期间提出的所有算法都是基于深度学习模型与假阳性降低技术相结合。三种决赛选手开发的方法表明，有希望的肿瘤细分导致导致越来越大的努力应降低假阳性率。本次竞争稿件概述了VIP-Cup挑战，以及所提出的算法和结果。

深度学习（DL）模型为各种医学成像基准挑战提供了最先进的性能，包括脑肿瘤细分（BRATS）挑战。然而，局灶性病理多隔室分割（例如，肿瘤和病变子区）的任务特别具有挑战性，并且潜在的错误阻碍DL模型转化为临床工作流程。量化不确定形式的DL模型预测的可靠性，可以实现最不确定的地区的临床审查，从而建立信任并铺平临床翻译。最近，已经引入了许多不确定性估计方法，用于DL医学图像分割任务。开发指标评估和比较不确定性措施的表现将有助于最终用户制定更明智的决策。在本研究中，我们探索并评估在Brats 2019-2020任务期间开发的公制，以对不确定量化量化（Qu-Brats），并旨在评估和排列脑肿瘤多隔室分割的不确定性估计。该公制（1）奖励不确定性估计，对正确断言产生高置信度，以及在不正确的断言处分配低置信水平的估计数，（2）惩罚导致更高百分比的无关正确断言百分比的不确定性措施。我们进一步基准测试由14个独立参与的Qu-Brats 2020的分割不确定性，所有这些都参与了主要的Brats细分任务。总体而言，我们的研究结果证实了不确定性估计提供了分割算法的重要性和互补价值，因此突出了医学图像分析中不确定性量化的需求。我们的评估代码在HTTPS://github.com/ragmeh11/qu-brats公开提供。

超过30亿人缺乏护理皮肤病。AI诊断工具可能有助于早期皮肤癌检测;然而，大多数模型尚未在不同肤色或罕见疾病的图像上进行评估。为了解决这个问题，我们策划了多样化的皮肤科（DDI）DataSet - 这是一种具有不同皮肤色调的第一个公开的，病理证实的图像。我们展示了最先进的皮肤科AI模型在DDI上表现得很糟糕，ROC-AUC与模型的原始结果相比下降29-40％。我们发现暗肤色和罕见的疾病，在DDI数据集中提供良好，导致性能下降。此外，我们表明，无需多样化培训数据，我们表明最先进的强大培训方法无法纠正这些偏差。我们的研究结果确定了需要解决的皮肤病学AI中的重要弱点和偏见，以确保可靠应用于各种患者和所有疾病。

集体行为在动物王国范围内普遍存在。然而，迄今为止，集体行为的发展和机械基础尚未正式建立。什么学会机制推动新生动物中集体行为的发展？在这里，我们使用了深度增强学习和好奇心驱动的学习 - 深深植根于心理和神经科学研究的两种学习机制 - 建立开发集体行为的新生人工代理。像新生动物一样，我们的代理商学习来自自然主义环境中的原始感官投入的集体行为。我们的代理商还学习没有外部奖励的集体行为，只使用内在的动机（好奇心）来推动学习。具体而言，当我们在具有组织中的自然视觉环境中提高人工剂时，该代理自发地发展为自我运动，对象识别，以及对组织的偏好，迅速学习集体行为所需的所有核心技能。这项工作桥接了高维感官输入和集体动作之间的划分，导致了集体动物行为的像素与动作模型。更一般地说，我们表明，两个通用学习机制 - 深度加强学习和好奇心驱动的学习 - 足以学习来自无监督的自然体验的集体行为。

科学研究的基本目标是了解因果关系。然而，尽管因果关系在生活和社会科学中的重要作用，但在自然语言处理（NLP）中并不具有相同的重要性，而自然语言处理（NLP）传统上更加重视预测任务。这种区别开始逐渐消失，随着因果推理和语言处理的融合，跨学科研究的新兴领域。尽管如此，关于NLP因果关系的研究仍然散布在没有统一的定义，基准数据集的情况下，并清楚地表达了将因果推论应用于文本领域的挑战和机遇，并具有其独特的属性。在这项调查中，我们巩固了整个学术领域的研究，并将其置于更广泛的NLP景观中。我们介绍了用文本估算因果效应的统计挑战，其中包含文本用作结果，治疗或解决混杂问题的设置。此外，我们探讨了因果推理的潜在用途，以提高NLP模型的鲁棒性，公平性和解释性。因此，我们提供了NLP社区因果推断的统一概述。