黑色素瘤是一种严重的皮肤癌,在后期阶段高死亡率。幸运的是,当早期发现时,黑色素瘤的预后是有希望的,恶性黑色素瘤的发病率相对较低。结果,数据集严重不平衡,这使培训当前的最新监督分类AI模型变得复杂。我们建议使用生成模型来学习良性数据分布,并通过密度估计检测出分布(OOD)恶性图像。标准化流(NFS)是OOD检测的理想候选者,因为它们可以计算精确的可能性。然而,它们的感应偏见对明显的图形特征而不是语义上下文障碍障碍的OOD检测。在这项工作中,我们旨在将这些偏见与黑色素瘤的领域水平知识一起使用,以改善基于可能性的OOD检测恶性图像。我们令人鼓舞的结果表明,使用NFS检测黑色素瘤的可能性。我们通过使用基于小波的NFS,在接收器工作特性的曲线下,面积增加了9%。该模型需要较少的参数,以使其更适用于边缘设备。拟议的方法可以帮助医学专家诊断出皮肤癌患者并不断提高存活率。此外,这项研究为肿瘤学领域的其他领域铺平了道路,具有类似的数据不平衡问题\ footNote {代码可用:
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超声波术提供廉价,广泛可接近和紧凑的医疗成像解决方案。然而,与其他成像方式相比,例如CT和MRI,超声图像臭名昭着地遭受强大的散斑噪声,其源自子波长散射的随机干扰。这恶化了超声图像质量并使解释具有挑战性。我们在此提出了一种基于从高质量MRI图像中学到的深生成前的最大-A-Bouthiori估计的新的无监督超声斑点和图像去噪方法。为了模拟生成组织反射率,我们利用标准化流量,近年来已经表现出在各种应用中建模信号前沿的强大。为了促进拓展,我们将先前和培训我们的流量模型从NYU FastMri(完全采样)数据集的补丁上。然后将该之前用于迭代去噪方案的推理。我们首先验证我们在嘈杂的MRI数据(无前域移位)上的学习前沿的实用程序,然后转向从PICMU和CUBDL数据集的模拟和体内超声图像上的评估性能。结果表明,该方法优于定量和定性的其他(无监督)超声的去噪方法(NLM和OBNLM)。
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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。
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可解释的人工智能(XAI)越来越多地用于分析神经网络的行为。概念激活使用人解剖概念来解释神经网络行为。这项研究旨在评估回归概念激活的可行性,以解释多模式体积数据的检测和分类。概念验证证明是在前列腺发射断层扫描/计算机断层扫描(PET/CT)成像的转移性前列腺癌患者中证明的。多模式的体积概念激活用于提供全球和局部解释。敏感性为80%,为每位患者的假阳性为1.78。全球解释表明,检测集中在CT上的解剖位置和PET上的检测信心。当地的解释显示出有望有助于区分真实积极因素和误报。因此,这项研究证明了使用回归概念激活来解释多模式体积数据的检测和分类的可行性。
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人工智能的最新趋势是将验证的模型用于语言和视觉任务,这些模型已经实现了非凡的表现,但也令人困惑。因此,以各种方式探索这些模型的能力对该领域至关重要。在本文中,我们探讨了模型的可靠性,在其中我们将可靠的模型定义为一个不仅可以实现强大的预测性能,而且在许多涉及不确定性(例如选择性预测,开放式设置识别)的决策任务上,在许多决策任务上表现出色,而且表现良好。强大的概括(例如,准确性和适当的评分规则,例如在分布数据集中和分发数据集上的对数可能性)和适应性(例如,主动学习,几乎没有射击不确定性)。我们设计了40个数据集的10种任务类型,以评估视觉和语言域上可靠性的不同方面。为了提高可靠性,我们分别开发了VIT-PLEX和T5-PLEX,分别针对视觉和语言方式扩展了大型模型。 PLEX极大地改善了跨可靠性任务的最先进,并简化了传统协议,因为它可以改善开箱即用的性能,并且不需要设计分数或为每个任务调整模型。我们演示了高达1B参数的模型尺寸的缩放效果,并预处理数据集大小最多4B示例。我们还展示了PLEX在具有挑战性的任务上的功能,包括零射门的开放式识别,主动学习和对话语言理解中的不确定性。
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我们解决了与行业相关的尺度上的机器人轨迹计划问题。我们的端到端解决方案将高度通用的随机键算法与模型堆叠和集成技术集成在一起,以及用于溶液细化的路径重新链接。核心优化模块由偏置的随机基遗传算法组成。通过与问题依赖性和问题相关模块的独特分离,我们通过约束的天然编码实现了有效的问题表示。我们表明,对替代算法范式(例如模拟退火)的概括是直接的。我们为行业规模的数据集提供数值基准结果。发现我们的方法始终超过贪婪的基线结果。为了评估当今量子硬件的功能,我们使用Amazon Braket上的QBSOLV在量子退火硬件上获得的经典方法进行了补充。最后,我们展示了如何将后者集成到我们的较大管道中,从而为问题提供了量子准备的混合解决方案。
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超越地球轨道的人类空间勘探将涉及大量距离和持续时间的任务。为了有效减轻无数空间健康危害,数据和空间健康系统的范式转移是实现地球独立性的,而不是Earth-Reliance所必需的。有希望在生物学和健康的人工智能和机器学习领域的发展可以解决这些需求。我们提出了一个适当的自主和智能精密空间健康系统,可以监控,汇总和评估生物医学状态;分析和预测个性化不良健康结果;适应并响应新累积的数据;并提供对其船员医务人员的个人深度空间机组人员和迭代决策支持的预防性,可操作和及时的见解。在这里,我们介绍了美国国家航空航天局组织的研讨会的建议摘要,以便在太空生物学和健康中未来的人工智能应用。在未来十年,生物监测技术,生物标志科学,航天器硬件,智能软件和简化的数据管理必须成熟,并编织成精确的空间健康系统,以使人类在深空中茁壮成长。
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空间生物学研究旨在了解太空飞行对生物的根本影响,制定支持深度空间探索的基础知识,最终生物工程航天器和栖息地稳定植物,农作物,微生物,动物和人类的生态系统,为持续的多行星寿命稳定。要提高这些目标,该领域利用了来自星空和地下模拟研究的实验,平台,数据和模型生物。由于研究扩展到低地球轨道之外,实验和平台必须是最大自主,光,敏捷和智能化,以加快知识发现。在这里,我们介绍了由美国国家航空航天局的人工智能,机器学习和建模应用程序组织的研讨会的建议摘要,这些应用程序为这些空间生物学挑战提供了关键解决方案。在未来十年中,将人工智能融入太空生物学领域将深化天空效应的生物学理解,促进预测性建模和分析,支持最大自主和可重复的实验,并有效地管理星载数据和元数据,所有目标使生活能够在深空中茁壮成长。
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尽管近期因因果推断领域的进展,迄今为止没有关于从观察数据的收集治疗效应估算的方法。对临床实践的结果是,当缺乏随机试验的结果时,没有指导在真实情景中似乎有效的指导。本文提出了一种务实的方法,以获得从观察性研究的治疗效果的初步但稳健地估算,为前线临床医生提供对其治疗策略的信心程度。我们的研究设计适用于一个公开问题,估算Covid-19密集护理患者的拳击机动的治疗效果。
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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。
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