远程患者监测(RPM)系统的最新进展可以识别各种人类活动,以测量生命体征,包括浅表血管的细微运动。通过解决已知的局限性和挑战(例如预测和分类生命体征和身体运动),将人工智能(AI)应用于该领域的医疗保健领域越来越兴趣,这些局限性和挑战被认为是至关重要的任务。联合学习是一种相对较新的AI技术,旨在通过分散传统的机器学习建模来增强数据隐私。但是,传统的联合学习需要在本地客户和全球服务器上培训相同的建筑模型。由于缺乏本地模型异质性,这限制了全球模型体系结构。为了克服这一点,在本研究中提出了一个新颖的联邦学习体系结构Fedstack,该体系支持结合异构建筑客户端模型。这项工作提供了一个受保护的隐私系统,用于以分散的方法住院的住院患者,并确定最佳传感器位置。提出的体系结构被应用于从10个不同主题的移动健康传感器基准数据集中,以对12个常规活动进行分类。对单个主题数据培训了三个AI模型ANN,CNN和BISTM。联合学习体系结构应用于这些模型,以建立能够表演状态表演的本地和全球模型。本地CNN模型在每个主题数据上都优于ANN和BI-LSTM模型。与同质堆叠相比,我们提出的工作表明,当地模型的异质堆叠表现出更好的性能。这项工作为建立增强的RPM系统奠定了基础,该系统纳入了客户隐私,以帮助对急性心理健康设施中患者进行临床观察,并最终有助于防止意外死亡。
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Time-of-flight (ToF) distance measurement devices such as ultrasonics, LiDAR and radar are widely used in autonomous vehicles for environmental perception, navigation and assisted braking control. Despite their relative importance in making safer driving decisions, these devices are vulnerable to multiple attack types including spoofing, triggering and false data injection. When these attacks are successful they can compromise the security of autonomous vehicles leading to severe consequences for the driver, nearby vehicles and pedestrians. To handle these attacks and protect the measurement devices, we propose a spatial-temporal anomaly detection model \textit{STAnDS} which incorporates a residual error spatial detector, with a time-based expected change detection. This approach is evaluated using a simulated quantitative environment and the results show that \textit{STAnDS} is effective at detecting multiple attack types.
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Human activity recognition (HAR) using IMU sensors, namely accelerometer and gyroscope, has several applications in smart homes, healthcare and human-machine interface systems. In practice, the IMU-based HAR system is expected to encounter variations in measurement due to sensor degradation, alien environment or sensor noise and will be subjected to unknown activities. In view of practical deployment of the solution, analysis of statistical confidence over the activity class score are important metrics. In this paper, we therefore propose XAI-BayesHAR, an integrated Bayesian framework, that improves the overall activity classification accuracy of IMU-based HAR solutions by recursively tracking the feature embedding vector and its associated uncertainty via Kalman filter. Additionally, XAI-BayesHAR acts as an out of data distribution (OOD) detector using the predictive uncertainty which help to evaluate and detect alien input data distribution. Furthermore, Shapley value-based performance of the proposed framework is also evaluated to understand the importance of the feature embedding vector and accordingly used for model compression
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我们介绍了遮阳板,一个新的像素注释的新数据集和一个基准套件,用于在以自我为中心的视频中分割手和活动对象。遮阳板注释Epic-kitchens的视频,其中带有当前视频分割数据集中未遇到的新挑战。具体而言,我们需要确保像素级注释作为对象经历变革性相互作用的短期和长期一致性,例如洋葱被剥皮,切成丁和煮熟 - 我们旨在获得果皮,洋葱块,斩波板,刀,锅以及表演手的准确像素级注释。遮阳板引入了一条注释管道,以零件为ai驱动,以进行可伸缩性和质量。总共,我们公开发布257个对象类的272K手册语义面具,990万个插值密集口罩,67K手动关系,涵盖36小时的179个未修剪视频。除了注释外,我们还引入了视频对象细分,互动理解和长期推理方面的三个挑战。有关数据,代码和排行榜:http://epic-kitchens.github.io/visor
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在人工智能的许多应用中,细粒度的变化检测和回归分析至关重要。实际上,由于缺乏可靠的基础真理信息和复杂性,因此这项任务通常是有挑战性的。因此,开发一个可以代表多个信息源的相关性和可靠性至关重要的框架。在本文中,我们调查了如何将多任务指标学习中的技术应用于实际数据中的细粒度变化。关键思想是,如果我们将一个单个对象的特定实例之间的兴趣指标中的增量变化纳入作为多任务指标学习框架中的一项任务,然后解释该限制将使用户被警报以对整体度量的整体度量不变。研究的技术是专门针对处理异质数据源的专门量身定制的。每个任务的输入数据可能包含缺失的值,该值的比例和分辨率在任务之间不存在,并且数据包含非独立且相同分布的(非IID)实例。根据我们最初的实验实施结果的结果,并讨论了该域中的相关研究,这可能为进一步的研究提供了方向。
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Sleepiotm是一种数字手机和网络平台,使用认知行为疗法(CBT)的技术来改善睡眠困难患者的睡眠。作为此过程的一部分,Sleepio捕获了有关已处理此类数据的用户睡眠行为的数据。对于神经网络,数据的规模是训练可转换为实际临床实践的有意义模型的机会。与创建和利用Sleepio的Therapeutics公司Big Health合作,我们分析了401,174个睡眠日记的随机样本中的数据,并建立了一个神经网络,以个性化的方式对每个人的睡眠行为和睡眠质量进行建模。我们证明,该神经网络比过去10天的行为预测个人的睡眠质量比标准统计方法更准确。我们比较代表各种场景的各种超参数设置中的模型性能。我们进一步表明,神经网络可用于提出个性化建议,以了解用户应遵循的睡眠习惯以最大程度地提高睡眠质量,并证明这些建议比标准方法生成的建议要好得多。我们最终表明,神经网络可以解释给每个参与者的建议,并计算每个预测的置信区间,所有这些预测对于临床医生能够在临床实践中采用这种工具至关重要。
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肺癌往往在晚期检测到,导致患者死亡率高。因此,最近的研究集中在早期疾病检测上。肺癌通常首先出现在气道壁的支气管上皮内发生的病变。支气管镜检查是有效无创支气化病变检测的选择程序。特别是,自身荧光支气管镜检查(AFB)区分了正常组织和患病组织的自荧光特性,在AFB视频帧中,病变在AFB视频帧中显得红棕色,而正常组织则为绿色。由于最近的研究表明AFB具有高病变敏感性的能力,因此在标准的支气管镜呼吸道考试中,它已成为一种潜在的关键方法,用于早期肺癌检测。不幸的是,对AFB视频的手动检查非常乏味且容易出错,而有限的努力已花费在可能更健壮的自动AFB病变检测和细分方面。我们提出了一个实时的深度学习体系结构ESFPNET,用于从AFB视频流中对支气管病变的强大检测和分割。该体系结构具有编码器结构,该结构可利用预审计的混合变压器(MIT)编码器和阶段特征金字塔(ESFP)解码器结构。来自肺癌患者气道考试的AFB视频的结果表明,我们的方法分别给出了平均骰子指数和0.782和0.658的IOU值,而处理吞吐量为27帧/秒。这些值优于使用混合变压器或基于CNN的编码器的其他竞争体系结构获得的结果。此外,ETIS-LaribpolypDB数据集的出色性能证明了其对其他域的潜在适用性。
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置换不变的神经网络是从集合进行预测的有前途的工具。但是,我们表明,现有的置换式体系结构,深度集和固定的变压器可能会在深度时消失或爆炸。此外,层规范(SET变压器中选择的归一化)可能会通过删除对预测有用的信息来损害性能。为了解决这些问题,我们介绍了白皮剩余连接的干净路径原理,并开发了设置规范,这是针对集合量身定制的标准化。有了这些,我们构建了Deep Sets ++和SET Transformer ++,该模型比其在各种任务套件上的原始配对品具有可比性或更好的性能。我们还引入了Flow-RBC,这是一种新的单细胞数据集和置换不变预测的现实应用。我们在此处开放数据和代码:https://github.com/rajesh-lab/deep_permunt_invariant。
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对机器学习模型训练的栅极基量子电路的发展越来越兴趣。然而,关于电路设计的参数,噪声和其他测量误差对量子机器学习模型性能的影响很少。在本文中,我们探讨了使用多个标准机器学习数据集和IBM的Qiskit模拟器的关键电路设计参数(Qubits,Deposit等)的实际意义。总的来,我们评估超过6500个独特电路,以$ n \约120700美元。我们发现,一般浅(低深度)宽(更多Qubits)电路拓扑倾向于在没有噪声的情况下更优于更深的内容。我们还探讨了不同噪声概念的影响和影响,并讨论了对分类机学习任务的噪声更多/较低的电路拓扑。基于该研究结果,我们定义了使用基于门的NISQ量子计算机来实现近期承诺的电路拓扑指南。
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临床人工智能(AI)的神经网络的发展依赖于可解释性,透明度和性能。需要深入到黑匣子神经网络中,派生模型输出的解释解释是至关重要的。高临床重要性的任务是在不久的将来预测患者在不久的将户中预留到医院的可能性,以实现有效的分类。随着电子健康记录(EHRS)采用的日益增加,对自然语言处理(NLP)的应用很有兴趣在EHRS中包含的临床自由文本。在这项工作中,我们申请Infocal,目前的最先进的模型,为其预测产生提取理性,以使用医院排放笔记预测医院入院的任务。我们比较Infocal生产的提取理由在临床文本数据上预先追溯的基于竞争变压器的模型,并可用于解释来解释。我们发现每个呈现的模型具有选定的可解释性或特征重要性方法会产生不同的结果,临床语言域专业知识和预测对性能和随后的可解释性至关重要。
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