自由点变压器(FPT)已被提出为使用深神经网络的数据驱动的,非刚性点设置的注册方法。由于fpt不基于点附近或对应关系假设约束,因此可以通过根据倒角距离最大程度地减少无监督的损失来简单训练它。这使得fpt可以适应现实世界中的医学成像应用,在这些应用程序中可能无法获得地面变形,或者在仅在要对齐的点集中只有不同程度的完整性的情况下。为了测试FPT及其对培训数据集的依赖性的对应关系的限制,这项工作探讨了FPT从良好策划的非医学数据集到医学成像数据集的普遍性。首先,我们在ModelNet40数据集上训练FPT,以证明其有效性和FPT的出色注册性能,而不是基于迭代和学习的点设置注册方法。其次,我们证明了缺少数据的刚性和非刚性注册和鲁棒性的卓越性能。最后,我们通过在没有额外的训练的情况下注册了重建的脊柱和通用脊柱模型的徒手超声扫描,强调了模型网训练的FPT的有趣概括性,从而在13位患者的情况下,对地面真相曲率的平均差异为1.3度。
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Accomplishing safe and efficient driving is one of the predominant challenges in the controller design of connected automated vehicles (CAVs). It is often more convenient to address these goals separately and integrate the resulting controllers. In this study, we propose a controller integration scheme to fuse performance-based controllers and safety-oriented controllers safely for the longitudinal motion of a CAV. The resulting structure is compatible with a large class of controllers, and offers flexibility to design each controller individually without affecting the performance of the others. We implement the proposed safe integration scheme on a connected automated truck using an optimal-in-energy controller and a safety-oriented connected cruise controller. We validate the premise of the safe integration through experiments with a full-scale truck in two scenarios: a controlled experiment on a test track and a real-world experiment on a public highway. In both scenarios, we achieve energy efficient driving without violating safety.
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This paper considers mixed traffic consisting of connected automated vehicles equipped with vehicle-to-everything (V2X) connectivity and human-driven vehicles. A control strategy is proposed for communicating pairs of connected automated vehicles, where the two vehicles regulate their longitudinal motion by responding to each other, and, at the same time, stabilize the human-driven traffic between them. Stability analysis is conducted to find stabilizing controllers, and simulations are used to show the efficacy of the proposed approach. The impact of the penetration of connectivity and automation on the string stability of traffic is quantified. It is shown that, even with moderate penetration, connected automated vehicle pairs executing the proposed controllers achieve significant benefits compared to when these vehicles are disconnected and controlled independently.
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In this paper, we consider incorporating data associated with the sun's north and south polar field strengths to improve solar flare prediction performance using machine learning models. When used to supplement local data from active regions on the photospheric magnetic field of the sun, the polar field data provides global information to the predictor. While such global features have been previously proposed for predicting the next solar cycle's intensity, in this paper we propose using them to help classify individual solar flares. We conduct experiments using HMI data employing four different machine learning algorithms that can exploit polar field information. Additionally, we propose a novel probabilistic mixture of experts model that can simply and effectively incorporate polar field data and provide on-par prediction performance with state-of-the-art solar flare prediction algorithms such as the Recurrent Neural Network (RNN). Our experimental results indicate the usefulness of the polar field data for solar flare prediction, which can improve Heidke Skill Score (HSS2) by as much as 10.1%.
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培训神经网络以执行3D对象检测进行自主驾驶需要大量的注释数据。但是,以足够的质量和数量获得培训数据是昂贵的,有时由于人类和传感器的限制是不可能的。因此,需要一种新的解决方案来扩展当前训练方法以克服此限制并启用准确的3D对象检测。我们对上述问题的解决方案结合了半伪标记和新颖的3D增强。为了证明所提出的方法的适用性,我们为3D对象检测设计了一个卷积神经网络,与训练数据分布相比,可以显着增加检测范围。
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图形神经网络(GNNS)在许多图形挖掘任务中取得了巨大的成功,这些任务从消息传递策略中受益,该策略融合了局部结构和节点特征,从而为更好的图表表示学习。尽管GNN成功,并且与其他类型的深神经网络相似,但发现GNN容易受到图形结构和节点特征的不明显扰动。已经提出了许多对抗性攻击,以披露在不同的扰动策略下创建对抗性例子的GNN的脆弱性。但是,GNNS对成功后门攻击的脆弱性直到最近才显示。在本文中,我们披露了陷阱攻击,这是可转移的图形后门攻击。核心攻击原则是用基于扰动的触发器毒化训练数据集,这可以导致有效且可转移的后门攻击。图形的扰动触发是通过通过替代模型的基于梯度的得分矩阵在图形结构上执行扰动动作来生成的。与先前的作品相比,陷阱攻击在几种方面有所不同:i)利用替代图卷积网络(GCN)模型来生成基于黑盒的后门攻击的扰动触发器; ii)它产生了没有固定模式的样品特异性扰动触发器; iii)在使用锻造中毒训练数据集训练时,在GNN的背景下,攻击转移到了不同​​的GNN模型中。通过对四个现实世界数据集进行广泛的评估,我们证明了陷阱攻击使用四个现实世界数据集在四个不同流行的GNN中构建可转移的后门的有效性
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这项工作为时间延迟系统的安全关键控制提供了一个理论框架。控制屏障功能的理论可为无延迟系统提供正式安全保证,扩展到具有状态延迟的系统。引入了控制屏障功能的概念,以实现正式的安全保证,该概念通过在无限尺寸状态空间中定义的安全集的向前不变性。所提出的框架能够在动态和安全状态下处理多个延迟和分布式延迟,并对可证明安全性的控制输入提供了仿射约束。该约束可以纳入优化问题,以合成最佳和可证明的安全控制器。该方法的适用性通过数值仿真示例证明。
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具有安全行为的赋予非线性系统在现代控制中越来越重要。对于必须在动态变化的环境中安全运行的现实生活控制系统,此任务尤其具有挑战性。本文通过建立环境控制障碍功能(ECBFS)的概念,在动态环境中开发了一种安全关键控制框架。即使在输入延迟存在下,该框架也能够保证安全性,通过占系统延迟响应期间环境的演变。潜在的控制合成依赖于预测系统的未来状态和延迟间隔通过延迟间隔,具有稳健的安全保证预测误差。通过简单的自适应巡航控制问题和更复杂的机器人应用在SEGWAY平台上证明了所提出的方法的功效。
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在这项工作中,我们介绍了一种新的长尾识别战略,通过无训练知识转移来解决尾课的几次射门问题。我们的目标是将从信息丰富的常见课程获得的知识转移到语义上类似,但数据饥饿的罕见课程,以获得更强的尾级陈述。我们利用类原型和学习余弦分类器在特征空间中提供两个不同,互补的类集群中心的不同互补表示,并使用注意机制从常见类别中选择和重新测试学习的分类器特征,以获得更高质量的珍稀类表示。我们的知识转移过程自由培训,减少过度风险,并可能够为新课程提供持续的分类器。实验表明,我们的方法可以在罕见的阶级提高显着的性能,同时保持稳健的普通类性能,优于直接可比的最先进模型。
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对混淆偏差的缺乏非参数统计测试显着妨碍了在许多研究领域的强大,有效和更广泛的预测模型的开发。在这里,我提出了部分和完整的混淆测试,对于给定的混淆变量,分别探测了unconfound和完全混淆的模型的零假设。测试为I型错误和高统计功率提供了严格控制,即使对于非正常和非线性依赖预测,通常可以在机器学习中看到。应用拟议的测试对来自人类联系项目的功能性大脑连接数据培训的模型和自闭症脑成像数据交换数据集显示出以前未报告或发现难以纠正的混淆,以便在最先进的混乱缓解方法。在Package MLConfound(https://mlconfound.readthedocs.io)中实施的测试可以帮助评估和改进预测模型的概括性和神经生物学有效性,从而促进临床有用的机器学习生物标志物的发展。
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