机器学习可用于分析几种目的的生理数据。脑缺血的检测是对患者护理产生高影响的成就。我们试图研究来自非侵入性监测器的连续生理数据，以及使用机器学习的分析可以检测不同环境中的脑缺血，在颈动脉胚胎切除术后和急性中风中的血管内血栓切除术期间。我们将两个不同组和一名患者的结果进行详细地比较。虽然CEA患者的结果是一致的，但从血栓切除术患者的结果不是并且经常含有极值，例如1.0的精确值。我们突出了这一点，这是程序的持续时间和具有质量不好的数据，导致小数据集。因此，这些结果不能值得信任。

机器学习用于医学，以支持医生在检查，诊断和预测结果中。其中一个最具动态的区域是从密集护理单位使用患者产生的健康数据。本文的目的是展示我们如何通过病人的人口统计数据与他们的生理数据相结合推进交叉患者ML模型开发。我们使用患有颈动脉内切除术（CEA）的患者患者，在那里我们在一次患者和一名患者培训时研究了模型性能和解释性的差异。结果表明，患者的人口统计学对性能和解释性具有很大影响，从而可靠。我们的结论是，我们可以增加信任ML车型在交叉患者背景下，基于其人口模型和患者仔细选择和手术过程。

To date, no "information-theoretic" frameworks for reasoning about generalization error have been shown to establish minimax rates for gradient descent in the setting of stochastic convex optimization. In this work, we consider the prospect of establishing such rates via several existing information-theoretic frameworks: input-output mutual information bounds, conditional mutual information bounds and variants, PAC-Bayes bounds, and recent conditional variants thereof. We prove that none of these bounds are able to establish minimax rates. We then consider a common tactic employed in studying gradient methods, whereby the final iterate is corrupted by Gaussian noise, producing a noisy "surrogate" algorithm. We prove that minimax rates cannot be established via the analysis of such surrogates. Our results suggest that new ideas are required to analyze gradient descent using information-theoretic techniques.

The number of international benchmarking competitions is steadily increasing in various fields of machine learning (ML) research and practice. So far, however, little is known about the common practice as well as bottlenecks faced by the community in tackling the research questions posed. To shed light on the status quo of algorithm development in the specific field of biomedical imaging analysis, we designed an international survey that was issued to all participants of challenges conducted in conjunction with the IEEE ISBI 2021 and MICCAI 2021 conferences (80 competitions in total). The survey covered participants' expertise and working environments, their chosen strategies, as well as algorithm characteristics. A median of 72% challenge participants took part in the survey. According to our results, knowledge exchange was the primary incentive (70%) for participation, while the reception of prize money played only a minor role (16%). While a median of 80 working hours was spent on method development, a large portion of participants stated that they did not have enough time for method development (32%). 25% perceived the infrastructure to be a bottleneck. Overall, 94% of all solutions were deep learning-based. Of these, 84% were based on standard architectures. 43% of the respondents reported that the data samples (e.g., images) were too large to be processed at once. This was most commonly addressed by patch-based training (69%), downsampling (37%), and solving 3D analysis tasks as a series of 2D tasks. K-fold cross-validation on the training set was performed by only 37% of the participants and only 50% of the participants performed ensembling based on multiple identical models (61%) or heterogeneous models (39%). 48% of the respondents applied postprocessing steps.

尽管进行了数十年的研究，但现有的导航系统在野外部署时仍然面临现实世界中的挑战，例如在混乱的家庭环境或人类占领的公共场所中。为了解决这个问题，我们提出了一类新的隐式控制政策，将模仿学习的好处与模型预测控制（MPC）的系统约束的强大处理结合在一起。我们的方法称为Performer-MPC，使用了通过表演者提供的视觉上下文嵌入的学习成本函数（一种低级隐式意见变压器）。我们共同训练成本函数并构建依靠它的控制器，有效地端到端解决相应的双层优化问题。我们表明，由此产生的策略通过利用一些在不同挑战的现实世界情景中利用一些专家演示来提高标准MPC绩效。与标准的MPC政策相比，表演者MPC在混乱的环境中实现了40％的目标，而在人类浏览时，社交指标的目标> 65％。

ROS 2迅速成为机器人行业的标准。基于DDS作为其默认通信中间件并用于安全至关重要的场景中，将安全性添加到机器人和ROS计算图中越来越引起人们的关注。目前的工作介绍了SROS2，这是一系列开发人员工具和库，可促进ROS 2图添加安全性。为了关注SROS2中以可用性为中心的方法，我们提出了一种在遵循DevSecops模型时系统地保护图形的方法。我们还通过提出了一项应用程序案例研究来证明使用安全工具的使用，该案例研究考虑使用Puctor Navigation2和SLAM Toolbox Stacks在Turtlebot3机器人中应用的图形。我们分析了SROS2的当前功能，并讨论了这些缺点，从而为未来的贡献和扩展提供了见解。最终，我们将SROS2呈现为ROS 2的可用安全工具，并认为如果没有可用性，机器人技术的安全性将受到极大的损害。

在Xu和Raginksy [1]引入的框架的基础上，我们研究了基于模型的贝叶斯强化学习问题的最佳实现性能。为此，我们将最小贝叶斯遗憾（MBR）定义为可通过从收集的数据学习或了解环境及其动态来获得的最大预期累积奖励之间的差异。我们将此定义专门用于强化学习问题，以模仿马尔可夫决策过程（MDPS），其内核参数是代理不明的，并且其不确定性由先前的分布表示。提出了一种推导MBR上上限的方法，并根据相对熵和Wasserstein距离进行特定边界。然后，我们专注于两种特定的MDP案例，即多臂强盗问题（MAB）和与部分反馈问题的在线优化。对于后一个问题，我们表明我们的界限可以从Russo和Van Roy [2]的当前信息理论界限以下恢复。

全球抗菌耐药性（AMR）的增加是对人类健康的严重威胁。为了避免AMR的传播，快速可靠的诊断工具可以促进最佳的抗生素管理。在这方面，拉曼光谱学有望在一步中快速标记和无培养物鉴定以及抗菌敏感性测试（AST）。但是，尽管许多基于拉曼的细菌识别和AST研究表现出了令人印象深刻的结果，但仍必须解决一些缺点。为了弥合概念验证研究和临床应用之间的差距，我们与新的数据增强算法相结合开发了机器学习技术，以快速鉴定最小制备的细菌表型和甲氧西林抗甲氧西林（MR）的区别（MR）的区别甲氧西林敏感（MS）细菌。为此，我们为细菌的超光谱拉曼图像实施了光谱变压器模型。我们表明，我们的模型在精度和训练时间方面都超过了许多分类问题的标准卷积神经网络模型。对于六种MR-MS细菌物种，我们在数据集中达到了超过96美元的分类精度，该数据集由15个不同类别和95.6 $ \％$分类精度。更重要的是，我们的结果仅使用快速，易于生产的培训和测试数据获得

关节2D心脏分割和3D体积重建是建立统计心脏解剖模型的基础，并了解运动模式的功能机制。但是，由于CINE MR和高主体间方差的平面分辨率低，精确分割心脏图像并重建3D体积是具有挑战性的。在这项研究中，我们提出了一个基于潜在空间的端到端框架DeepRecon，该框架会产生多个临床上基本的结果，包括准确的图像分割，合成高分辨率3D图像和3D重建体积。我们的方法确定了Cine图像的最佳潜在表示，其中包含心脏结构的准确语义信息。特别是，我们的模型共同生成具有准确的语义信息的合成图像，并使用最佳潜在表示对心脏结构进行分割。我们进一步探索了3D形状重建和4D运动模式通过不同的潜在空间操纵策略进行适应的下游应用。同时生成的高分辨率图像具有评估心脏形状和运动的高可解释价值。实验性结果证明了我们的有效性在多个方面的方法，包括2D分割，3D重建，下游4D运动模式适应性。

图像分割中使用的数据并不总是在同一网格上定义。对于医学图像，尤其如此，在这种医学图像中，分辨率，视野和方向在各个渠道和受试者之间可能会有所不同。因此，图像和标签通常被重新采样到同一网格上，作为预处理步骤。但是，重采样操作引入了部分体积效应和模糊，从而改变了有效的分辨率并减少了结构之间的对比度。在本文中，我们提出了一个SPLAT层，该层自动处理输入数据中的分辨率不匹配。该层将每个图像推向执行前向通行证的平均空间。由于SPLAT运算符是重采样运算符的伴随，因此可以将平均空间预测拉回到计算损耗函数的本机标签空间。因此，消除了使用插值进行明确分辨率调整的需求。我们在两个公开可用的数据集上显示，具有模拟和真实的多模式磁共振图像，该模型与重新采样相比作为预处理步骤而改善了分割结果。