相关特征的识别,即确定系统的过程或属性的驱动变量,是对具有大量变量的数据集分析的重要组成部分。量化这些特征相关性的数学严格方法是相互信息。相互信息确定特征在其联合相互依赖与感兴趣的财产方面的相关性。但是,相互信息需要作为输入概率分布,这不能可靠地从连续分布(例如长度或能量)等连续分布中估计。在这里,我们介绍了总累积共同信息(TCMI),这是对相互依赖关系的相关性的度量,该信息将相互信息扩展到基于累积概率分布的连续分布的随机变量。 TCMI是一种非参数,鲁棒和确定性的度量,可促进具有不同基数的特征集之间的比较和排名。 TCMI诱导的排名允许特征选择,即,考虑到数据示例的数量以及一组变量集的基数,识别与感兴趣属性的非线性统计学相关的变量集的识别。我们通过模拟数据评估测量的性能,将其性能与类似的多元依赖性度量进行比较,并在一组标准数据集中证明了我们的功能选择方法的有效性以及材料科学中的典型情况。
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随着孩子的年龄增长,他们对周围的身体过程有了直觉的理解。它们沿着发育轨迹移动,在先前的实证研究中,这些轨迹已被广泛绘制出来。我们研究儿童的发育轨迹与人工系统的学习轨迹相比。具体而言,我们研究了一种观念,即认知发展是由某种形式的随机优化程序导致的。为此,我们使用随机梯度下降训练现代生成神经网络模型。然后,我们使用发展心理学文献中的方法来探究该模型的物理理解,以不同程度的优化。我们发现该模型的学习轨迹捕捉了儿童的发展轨迹,从而为发展的想法提供了支持,作为随机优化的发展。
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我们考虑根据视觉检测自动移动机器人异常的任务。我们对相关类型的视觉异常进行分类,并讨论如何通过无监督的深度学习方法检测到它们。我们提出了一个专门为此任务构建的新型数据集,并在该任务上测试了最先进的方法。我们终于在实际情况下讨论部署。
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平衡和步态障碍是跌倒的第二主要原因,随之而来的是伤害,据报道是世界各地的主要公共卫生问题。对于不需要机械支持的患者,纤维触及反馈界面已被证明是恢复平衡的成功方法。大多数现有策略评估躯干或头部倾斜,速度或足底力,仅限于立场的分析。另一方面,平衡控制的中心是需要将身体的压力中心(COP)保持在支撑多边形(SP)的可行限制,如站立或前进到新的SP(如步行中)。因此,本文提出了一项探索性研究,以研究是否可以在步行过程中使用速函反馈来领导人类警察。引入了Ergotac-belt纤维触觉设备,以指示用户在前后轴和中侧轴上的方向。这里采用了一种预期策略,以使用户有足够的时间对刺激做出反应。对十个健康受试者进行的实验证明了该设备沿预定义的参考路径指导用户的COP具有有希望的能力,其性能与视觉反馈相似。未来的发展将调查我们的战略和设备,以指导老年人或前庭障碍的人的警察,他们可能不知道或能够弄清楚安全且人体工程学的COP道路。
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语言模型既展示了定量的改进,又展示了新的定性功能,随着规模的增加。尽管它们具有潜在的变革性影响,但这些新能力的特征却很差。为了为未来的研究提供信息,为破坏性的新模型能力做准备,并改善社会有害的效果,至关重要的是,我们必须了解目前和近乎未来的能力和语言模型的局限性。为了应对这一挑战,我们介绍了超越模仿游戏基准(Big Bench)。 Big Bench目前由204个任务组成,由132家机构的442位作者贡献。任务主题是多样的,从语言学,儿童发展,数学,常识性推理,生物学,物理学,社会偏见,软件开发等等。 Big-Bench专注于被认为超出当前语言模型的功能的任务。我们评估了OpenAI的GPT型号,Google内部密集变压器体系结构和大型基础上的开关稀疏变压器的行为,跨越了数百万到数十亿个参数。此外,一个人类专家评估者团队执行了所有任务,以提供强大的基准。研究结果包括:模型性能和校准都随规模改善,但绝对的术语(以及与评估者的性能相比);在模型类中的性能非常相似,尽管带有稀疏性。逐渐和预测的任务通常涉及大量知识或记忆成分,而在临界规模上表现出“突破性”行为的任务通常涉及多个步骤或组成部分或脆性指标;社交偏见通常会随着含糊不清的环境而随着规模而增加,但这可以通过提示来改善。
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我们考虑了在自主移动机器人的视觉传感数据流中检测的问题,这些语义模式相对于机器人在类似环境中的先前经验而言是不寻常的(即异常)。这些异常可能表明危害不可预见,并且在失败昂贵的情况下,可以用来触发避免行为。我们贡献了在机器人勘探方案中获得的三个基于图像的新型数据集,其中包括超过200k的标记帧,涵盖了各种类型的异常。在这些数据集上,我们研究了基于以不同尺度运行的自动编码器的异常检测方法的性能。
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变异自动编码器(VAE)是最常用的无监督机器学习模型之一。但是,尽管对先前和后验的高斯分布的默认选择通常代表了数学方便的分布通常会导致竞争结果,但我们表明该参数化无法用潜在的超球体结构对数据进行建模。为了解决这个问题,我们建议使用von Mises-fisher(VMF)分布,从而导致超级潜在空间。通过一系列实验,我们展示了这种超球vae或$ \ mathcal {s} $ - vae如何更适合于用超球形结构捕获数据,同时胜过正常的,$ \ mathcal {n} $ - vae-,在其他数据类型的低维度中。http://github.com/nicola-decao/s-vae-tf和https://github.com/nicola-decao/nicola-decao/s-vae-pytorch
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The recent increase in public and academic interest in preserving biodiversity has led to the growth of the field of conservation technology. This field involves designing and constructing tools that utilize technology to aid in the conservation of wildlife. In this article, we will use case studies to demonstrate the importance of designing conservation tools with human-wildlife interaction in mind and provide a framework for creating successful tools. These case studies include a range of complexities, from simple cat collars to machine learning and game theory methodologies. Our goal is to introduce and inform current and future researchers in the field of conservation technology and provide references for educating the next generation of conservation technologists. Conservation technology not only has the potential to benefit biodiversity but also has broader impacts on fields such as sustainability and environmental protection. By using innovative technologies to address conservation challenges, we can find more effective and efficient solutions to protect and preserve our planet's resources.
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We present the interpretable meta neural ordinary differential equation (iMODE) method to rapidly learn generalizable (i.e., not parameter-specific) dynamics from trajectories of multiple dynamical systems that vary in their physical parameters. The iMODE method learns meta-knowledge, the functional variations of the force field of dynamical system instances without knowing the physical parameters, by adopting a bi-level optimization framework: an outer level capturing the common force field form among studied dynamical system instances and an inner level adapting to individual system instances. A priori physical knowledge can be conveniently embedded in the neural network architecture as inductive bias, such as conservative force field and Euclidean symmetry. With the learned meta-knowledge, iMODE can model an unseen system within seconds, and inversely reveal knowledge on the physical parameters of a system, or as a Neural Gauge to "measure" the physical parameters of an unseen system with observed trajectories. We test the validity of the iMODE method on bistable, double pendulum, Van der Pol, Slinky, and reaction-diffusion systems.
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While the brain connectivity network can inform the understanding and diagnosis of developmental dyslexia, its cause-effect relationships have not yet enough been examined. Employing electroencephalography signals and band-limited white noise stimulus at 4.8 Hz (prosodic-syllabic frequency), we measure the phase Granger causalities among channels to identify differences between dyslexic learners and controls, thereby proposing a method to calculate directional connectivity. As causal relationships run in both directions, we explore three scenarios, namely channels' activity as sources, as sinks, and in total. Our proposed method can be used for both classification and exploratory analysis. In all scenarios, we find confirmation of the established right-lateralized Theta sampling network anomaly, in line with the temporal sampling framework's assumption of oscillatory differences in the Theta and Gamma bands. Further, we show that this anomaly primarily occurs in the causal relationships of channels acting as sinks, where it is significantly more pronounced than when only total activity is observed. In the sink scenario, our classifier obtains 0.84 and 0.88 accuracy and 0.87 and 0.93 AUC for the Theta and Gamma bands, respectively.
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