非对比度CT(NCCT)图像中准确的梗塞分割是迈向计算机辅助急性缺血性中风(AIS)评估的关键步骤。在临床实践中,脑半球的双侧对称比较通常用于定位病理异常。最近的研究探索了不对称的协助AIS分割。但是,在评估其对AIS的贡献时,大多数以前基于对称性的工作都混合了不同类型的不对称性。在本文中,我们提出了一个新型的不对称分解网络(ADN),以自动将NCCT中的病理不对称性和内在的解剖不对称分离,以进行更有效和可解释的AIS分割。 ADN首先基于输入NCCT进行不对称分解,该输入nccts产生不同类型的3D不对称图。然后生成合成的,固有的 - 敏化补偿和病理 - 空气 - 对称盐的NCCT体积,后来用作分割网络的输入。 ADN的培训结合了领域知识,并采用了组织型意识到的正则化损失函数,以鼓励临床上敏感的病理不对称提取。加上无监督的3D转换网络,ADN在公共NCCT数据集上实现了最新的AIS分割性能。除了出色的表现外,我们认为学到的临床可解剖的不对称图也可以为更好地理解AIS评估提供见解。我们的代码可从https://github.com/nihaomiao/miccai22_adn获得。
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在急诊室(ER)环境中,中风分类或筛查是一个普遍的挑战。由于MRI的慢速吞吐量和高成本,通常会进行快速CT而不是MRI。在此过程中通常提到临床测试,但误诊率仍然很高。我们提出了一个新型的多模式深度学习框架,深沉的中风,以通过识别较小的面部肌肉不协调的模式来实现计算机辅助中风的存在评估,并使怀疑急性环境中的中风的患者无能为力。我们提出的深雷克斯(Deepstroke)在中风分流器中容易获得一分钟的面部视频数据和音频数据,用于局部面部瘫痪检测和全球语音障碍分析。采用了转移学习来减少面部侵蚀偏见并提高普遍性。我们利用多模式的横向融合来结合低水平和高级特征,并为关节训练提供相互正则化。引入了新型的对抗训练以获得无身份和中风的特征。与实际急诊室患者进行的视频ADIO数据集进行的实验表明,与分类团队和ER医生相比,中风的表现要优于最先进的模型,并且取得更好的性能,比传统的敏感性高出10.94%,高7.37%的精度高出7.37%。当特异性对齐时,中风分类。同时,每个评估都可以在不到六分钟的时间内完成,这表明该框架的临床翻译潜力很大。
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自然图像和医学图像之间的根本差异最近有利于对医学图像应用中的Imagenet转移学习使用自我监督学习(SSL)。图像类型之间的差异主要是由于成像方式和医学图像利用了广泛的基于物理的技术,而自然图像仅使用可见光捕获。尽管许多人证明了医学图像上的SSL导致了更好的下游任务绩效,但我们的工作表明可以获得更多的性能。在构建学习问题时,经常不考虑用于获取医学图像的科学原理。因此,我们建议在生成SSL期间合并定量成像原理,以提高图像质量和定量生物学准确性。我们表明,这种培训模式可为有限数据的下游监督培训提供更好的起始状态。我们的模型还生成了验证临床定量分析软件的图像。
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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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在安全关键系统的背景下将模拟缩小到现实差距的动机,我们考虑学习用于未知非线性动力系统的前列鲁棒稳定性证书。符合鲁棒控制的方法,我们考虑添加系统动态的添加剂和Lipschitz有界对手。我们表明,在基础系统上的增量稳定性的合适假设下,学习对抗稳定证明的统计成本相当于持续因素,以学习名义稳定证明。我们的结果铰接在新的导火颤机复杂性的新型界限,这可能是独立的兴趣。据我们所知,这是在对动态系统生成的数据进行对抗性学习时,对样本复杂性限制的第一次表征。我们还提供一种用于近似对抗训练算法的实用算法,并在阻尼摆锤示例上验证我们的发现。
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开普勒和苔丝任务产生了超过100,000个潜在的传输信号,必须处理,以便创建行星候选的目录。在过去几年中,使用机器学习越来越感兴趣,以分析这些数据以寻找新的外延网。与现有的机器学习作品不同,exoMiner,建议的深度学习分类器在这项工作中,模仿域专家如何检查诊断测试以VET传输信号。 exoMiner是一种高度准确,可说明的和强大的分类器,其中1)允许我们验证来自桅杆开口存档的301个新的外延网,而2)是足够的,足以应用于诸如正在进行的苔丝任务的任务中应用。我们进行了广泛的实验研究,以验证exoMiner在不同分类和排名指标方面比现有的传输信号分类器更可靠,准确。例如,对于固定精度值为99%,exoMiner检索测试集中的93.6%的所有外产网(即,召回= 0.936),而最佳现有分类器的速率为76.3%。此外,exoMiner的模块化设计有利于其解释性。我们介绍了一个简单的解释性框架,提供了具有反馈的专家,为什么exoMiner将运输信号分类为特定类标签(例如,行星候选人或不是行星候选人)。
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脑转移性疾病的治疗决策依赖于主要器官位点的知识,目前用活组织检查和组织学进行。在这里,我们开发了一种具有全脑MRI数据的准确非侵入性数字组织学的新型深度学习方法。我们的IRB批准的单网回顾性研究由患者(n = 1,399)组成,提及MRI治疗规划和伽马刀放射牢房超过19年。对比增强的T1加权和T2加权流体减毒的反转恢复脑MRI考试(n = 1,582)被预处理,并输入肿瘤细分,模态转移和主要部位分类的建议深度学习工作流程为五个课程之一(肺,乳腺,黑色素瘤,肾等)。十倍的交叉验证产生的总体AUC为0.947(95%CI:0.938,0.955),肺类AUC,0.899(95%CI:0.884,0.915),乳房类AUC为0.990(95%CI:0.983,0.997) ,黑色素瘤ACAC为0.882(95%CI:0.858,0.906),肾类AUC为0.870(95%CI:0.823,0.918),以及0.885的其他AUC(95%CI:0.843,0.949)。这些数据确定全脑成像特征是判别的,以便准确诊断恶性肿瘤的主要器官位点。我们的端到端深度射出方法具有巨大的分类来自全脑MRI图像的转移性肿瘤类型。进一步的细化可以提供一种无价的临床工具,以加快对精密治疗和改进的结果的原发性癌症现场鉴定。
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Compliance in actuation has been exploited to generate highly dynamic maneuvers such as throwing that take advantage of the potential energy stored in joint springs. However, the energy storage and release could not be well-timed yet. On the contrary, for multi-link systems, the natural system dynamics might even work against the actual goal. With the introduction of variable stiffness actuators, this problem has been partially addressed. With a suitable optimal control strategy, the approximate decoupling of the motor from the link can be achieved to maximize the energy transfer into the distal link prior to launch. However, such continuous stiffness variation is complex and typically leads to oscillatory swing-up motions instead of clear launch sequences. To circumvent this issue, we investigate decoupling for speed maximization with a dedicated novel actuator concept denoted Bi-Stiffness Actuation. With this, it is possible to fully decouple the link from the joint mechanism by a switch-and-hold clutch and simultaneously keep the elastic energy stored. We show that with this novel paradigm, it is not only possible to reach the same optimal performance as with power-equivalent variable stiffness actuation, but even directly control the energy transfer timing. This is a major step forward compared to previous optimal control approaches, which rely on optimizing the full time-series control input.
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In the Earth's magnetosphere, there are fewer than a dozen dedicated probes beyond low-Earth orbit making in-situ observations at any given time. As a result, we poorly understand its global structure and evolution, the mechanisms of its main activity processes, magnetic storms, and substorms. New Artificial Intelligence (AI) methods, including machine learning, data mining, and data assimilation, as well as new AI-enabled missions will need to be developed to meet this Sparse Data challenge.
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Plastic shopping bags that get carried away from the side of roads and tangled on cotton plants can end up at cotton gins if not removed before the harvest. Such bags may not only cause problem in the ginning process but might also get embodied in cotton fibers reducing its quality and marketable value. Therefore, it is required to detect, locate, and remove the bags before cotton is harvested. Manually detecting and locating these bags in cotton fields is labor intensive, time-consuming and a costly process. To solve these challenges, we present application of four variants of YOLOv5 (YOLOv5s, YOLOv5m, YOLOv5l and YOLOv5x) for detecting plastic shopping bags using Unmanned Aircraft Systems (UAS)-acquired RGB (Red, Green, and Blue) images. We also show fixed effect model tests of color of plastic bags as well as YOLOv5-variant on average precision (AP), mean average precision (mAP@50) and accuracy. In addition, we also demonstrate the effect of height of plastic bags on the detection accuracy. It was found that color of bags had significant effect (p < 0.001) on accuracy across all the four variants while it did not show any significant effect on the AP with YOLOv5m (p = 0.10) and YOLOv5x (p = 0.35) at 95% confidence level. Similarly, YOLOv5-variant did not show any significant effect on the AP (p = 0.11) and accuracy (p = 0.73) of white bags, but it had significant effects on the AP (p = 0.03) and accuracy (p = 0.02) of brown bags including on the mAP@50 (p = 0.01) and inference speed (p < 0.0001). Additionally, height of plastic bags had significant effect (p < 0.0001) on overall detection accuracy. The findings reported in this paper can be useful in speeding up removal of plastic bags from cotton fields before harvest and thereby reducing the amount of contaminants that end up at cotton gins.
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