心电图（ECG）是一种有效且无侵入性诊断工具，可测量心脏的电活动。解释ECG信号检测各种异常是一个具有挑战性的任务，需要专业知识。最近，利用深度神经网络的ECG分类来帮助医疗从业者变得流行，但他们的黑匣子自然妨碍了临床实施。已经提出了几种基于显着性的可解释性技术，但它们仅表明重要特征的位置而不是实际功能。我们提出了一种名为QLST的新型解释性技术，一种基于查询的潜空间遍历技术，可以提供对任何ECG分类模型的解释。使用QLST，我们训练一个神经网络，该网络网络学习在大学医院数据集训练的变分性AutoEncoder的潜在空间中，超过80万家ECG为28个疾病。我们通过实验证明我们可以通过通过这些遍历来解释不同的黑匣子分类器。

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.

ICECUBE是一种用于检测1 GEV和1 PEV之间大气和天体中微子的光学传感器的立方公斤阵列，该阵列已部署1.45 km至2.45 km的南极的冰盖表面以下1.45 km至2.45 km。来自ICE探测器的事件的分类和重建在ICeCube数据分析中起着核心作用。重建和分类事件是一个挑战，这是由于探测器的几何形状，不均匀的散射和冰中光的吸收，并且低于100 GEV的光，每个事件产生的信号光子数量相对较少。为了应对这一挑战，可以将ICECUBE事件表示为点云图形，并将图形神经网络（GNN）作为分类和重建方法。 GNN能够将中微子事件与宇宙射线背景区分开，对不同的中微子事件类型进行分类，并重建沉积的能量，方向和相互作用顶点。基于仿真，我们提供了1-100 GEV能量范围的比较与当前ICECUBE分析中使用的当前最新最大似然技术，包括已知系统不确定性的影响。对于中微子事件分类，与当前的IceCube方法相比，GNN以固定的假阳性速率（FPR）提高了信号效率的18％。另外，GNN在固定信号效率下将FPR的降低超过8（低于半百分比）。对于能源，方向和相互作用顶点的重建，与当前最大似然技术相比，分辨率平均提高了13％-20％。当在GPU上运行时，GNN能够以几乎是2.7 kHz的中位数ICECUBE触发速率的速率处理ICECUBE事件，这打开了在在线搜索瞬态事件中使用低能量中微子的可能性。

放射线学使用定量医学成像特征来预测临床结果。目前，在新的临床应用中，必须通过启发式试验和纠正过程手动完成各种可用选项的最佳放射组方法。在这项研究中，我们提出了一个框架，以自动优化每个应用程序的放射线工作流程的构建。为此，我们将放射线学作为模块化工作流程，并为每个组件包含大量的常见算法。为了优化每个应用程序的工作流程，我们使用随机搜索和结合使用自动化机器学习。我们在十二个不同的临床应用中评估我们的方法，从而在曲线下导致以下区域：1）脂肪肉瘤（0.83）； 2）脱粘型纤维瘤病（0.82）; 3）原发性肝肿瘤（0.80）; 4）胃肠道肿瘤（0.77）； 5）结直肠肝转移（0.61）; 6）黑色素瘤转移（0.45）; 7）肝细胞癌（0.75）; 8）肠系膜纤维化（0.80）; 9）前列腺癌（0.72）； 10）神经胶质瘤（0.71）; 11）阿尔茨海默氏病（0.87）;和12）头颈癌（0.84）。我们表明，我们的框架具有比较人类专家的竞争性能，优于放射线基线，并且表现相似或优于贝叶斯优化和更高级的合奏方法。最后，我们的方法完全自动优化了放射线工作流的构建，从而简化了在新应用程序中对放射线生物标志物的搜索。为了促进可重复性和未来的研究，我们公开发布了六个数据集，框架的软件实施以及重现这项研究的代码。

我们描述了作为黑暗机器倡议和LES Houches 2019年物理学研讨会进行的数据挑战的结果。挑战的目标是使用无监督机器学习算法检测LHC新物理学的信号。首先，我们提出了如何实现异常分数以在LHC搜索中定义独立于模型的信号区域。我们定义并描述了一个大型基准数据集，由> 10亿美元的Muton-Proton碰撞，其中包含> 10亿美元的模拟LHC事件组成。然后，我们在数据挑战的背景下审查了各种异常检测和密度估计算法，我们在一组现实分析环境中测量了它们的性能。我们绘制了一些有用的结论，可以帮助开发无监督的新物理搜索在LHC的第三次运行期间，并为我们的基准数据集提供用于HTTPS://www.phenomldata.org的未来研究。重现分析的代码在https://github.com/bostdiek/darkmachines-unsupervisedChallenge提供。

We describe a Physics-Informed Neural Network (PINN) that simulates the flow induced by the astronomical tide in a synthetic port channel, with dimensions based on the Santos - S\~ao Vicente - Bertioga Estuarine System. PINN models aim to combine the knowledge of physical systems and data-driven machine learning models. This is done by training a neural network to minimize the residuals of the governing equations in sample points. In this work, our flow is governed by the Navier-Stokes equations with some approximations. There are two main novelties in this paper. First, we design our model to assume that the flow is periodic in time, which is not feasible in conventional simulation methods. Second, we evaluate the benefit of resampling the function evaluation points during training, which has a near zero computational cost and has been verified to improve the final model, especially for small batch sizes. Finally, we discuss some limitations of the approximations used in the Navier-Stokes equations regarding the modeling of turbulence and how it interacts with PINNs.

Topic modeling is widely used for analytically evaluating large collections of textual data. One of the most popular topic techniques is Latent Dirichlet Allocation (LDA), which is flexible and adaptive, but not optimal for e.g. short texts from various domains. We explore how the state-of-the-art BERTopic algorithm performs on short multi-domain text and find that it generalizes better than LDA in terms of topic coherence and diversity. We further analyze the performance of the HDBSCAN clustering algorithm utilized by BERTopic and find that it classifies a majority of the documents as outliers. This crucial, yet overseen problem excludes too many documents from further analysis. When we replace HDBSCAN with k-Means, we achieve similar performance, but without outliers.

DeepMind的游戏理论与多代理团队研究多学科学习的几个方面，从计算近似值到游戏理论中的基本概念，再到在富裕的空间环境中模拟社会困境，并在困难的团队协调任务中培训3-D类人动物。我们小组的一个签名目的是使用DeepMind在DeepMind中提供的资源和专业知识，以深入强化学习来探索复杂环境中的多代理系统，并使用这些基准来提高我们的理解。在这里，我们总结了我们团队的最新工作，并提出了一种分类法，我们认为这重点介绍了多代理研究中许多重要的开放挑战。

最近证明利用稀疏网络连接深神经网络中的连续层，可为大型最新模型提供好处。但是，网络连接性在浅网络的学习曲线中也起着重要作用，例如经典限制的玻尔兹曼机器（RBM）。一个基本问题是有效地找到了改善学习曲线的连接模式。最近的原则方法明确将网络连接作为参数，这些参数必须在模型中进行优化，但通常依靠连续功能来表示连接和明确的惩罚。这项工作提出了一种基于网络梯度的想法来找到RBM的最佳连接模式的方法：计算每个可能连接的梯度，给定特定的连接模式，并使用梯度驱动连续连接强度参数又使用确定连接模式。因此，学习RBM参数和学习网络连接是真正共同执行的，尽管学习率不同，并且没有改变目标函数。该方法应用于MNIST数据集，以显示针对样本生成和输入分类的基准任务找到更好的RBM模型。

几种慢性肺疾病，例如特发性肺纤维化（IPF）的特征是气道异常扩张。计算机断层扫描（CT）上气道特征的定量可以帮助表征疾病进展。已经开发了基于物理的气道测量算法，但由于在临床实践中看到的气道形态多样性，因此取得了有限的成功。由于获得精确的气道注释的高成本，监督学习方法也不可行。我们建议使用感知损失通过样式转移进行综合气道，以训练我们的模型气道转移网络（ATN）。我们使用a）定性评估将ATN模型与最先进的GAN网络（SIMGAN）进行比较； b）评估基于ATN和SIMGAN的CT气道指标预测113例IPF患者死亡率的能力。与Simgan相比，ATN被证明更快，更容易训练。还发现基于ATN的气道测量值始终比IPF CTS上的SIMGAN衍生气道指标更强大。通过转化网络使用感知损失来完善合成数据的转化网络是基于GAN的方法的现实替代方法，用于用于特发性肺纤维化的临床CT分析。我们的源代码可以在https://github.com/ashkanpakzad/atn上找到，该源代码与Airquant的现有开放源气道分析框架兼容。