Physics-Informed Neural Networks (PINNs) have gained much attention in various fields of engineering thanks to their capability of incorporating physical laws into the models. PINNs integrate the physical constraints by minimizing the partial differential equations (PDEs) residuals on a set of collocation points. The distribution of these collocation points appears to have a huge impact on the performance of PINNs and the assessment of the sampling methods for these points is still an active topic. In this paper, we propose a Fixed-Budget Online Adaptive Mesh Learning (FBOAML) method, which decomposes the domain into sub-domains, for training collocation points based on local maxima and local minima of the PDEs residuals. The stopping criterion is based on a data set of reference, which leads to an adaptive number of iterations for each specific problem. The effectiveness of FBOAML is demonstrated in the context of non-parameterized and parameterized problems. The impact of the hyper-parameters in FBOAML is investigated in this work. The comparison with other adaptive sampling methods is also illustrated. The numerical results demonstrate important gains in terms of accuracy of PINNs with FBOAML over the classical PINNs with non-adaptive collocation points. We also apply FBOAML in a complex industrial application involving coupling between mechanical and thermal fields. We show that FBOAML is able to identify the high-gradient location and even give better prediction for some physical fields than the classical PINNs with collocation points taken on a pre-adapted finite element mesh.
translated by 谷歌翻译
本文旨在研究入侵攻击,然后为区块链网络开发新的网络攻击检测框架。具体来说,我们首先在实验室设计和实施区块链网络。该区块链网络将实现两个目的,即为我们的学习模型生成真实的流量数据(包括正常数据和攻击数据),并实施实时实验,以评估我们建议的入侵检测框架的性能。据我们所知,这是第一个在区块链网络中用于网络攻击的实验室中合成的数据集。然后,我们提出了一个新颖的协作学习模型,该模型允许区块链网络中的有效部署来检测攻击。提出的学习模型的主要思想是使区块链节点能够积极收集数据,从其数据中分享知识,然后与网络中的其他区块链节点交换知识。这样,我们不仅可以利用网络中所有节点的知识,而且还不需要收集所有原始数据进行培训,以便在常规的集中学习解决方案等集中式节点上进行培训。这样的框架还可以避免暴露本地数据的隐私以及过多的网络开销/拥堵的风险。密集模拟和实时实验都清楚地表明,我们提出的基于协作的入侵检测框架可以在检测攻击方面达到高达97.7%的准确性。
translated by 谷歌翻译
物理知识的神经网络(PINNS)由于能力将物理定律纳入模型,在工程的各个领域都引起了很多关注。但是,对机械和热场之间涉及耦合的工业应用中PINN的评估仍然是一个活跃的研究主题。在这项工作中,我们提出了PINNS在非牛顿流体热机械问题上的应用,该问题通常在橡胶日历过程中考虑。我们证明了PINN在处理逆问题和不良问题时的有效性,这些问题是不切实际的,可以通过经典的数值离散方法解决。我们研究了传感器放置的影响以及无监督点对PINNS性能的分布,即从某些部分数据中推断出隐藏的物理领域的问题。我们还研究了PINN从传感器捕获的测量值中识别未知物理参数的能力。在整个工作中,还考虑了嘈杂测量的效果。本文的结果表明,在识别问题中,PINN可以仅使用传感器上的测量结果成功估算未知参数。在未完全定义边界条件的不足问题中,即使传感器的放置和无监督点的分布对PINNS性能产生了很大的影响,我们表明该算法能够从局部测量中推断出隐藏的物理。
translated by 谷歌翻译
联邦学习(FL)最近成为网络攻击检测系统的有效方法,尤其是在互联网上(物联网)网络。通过在IOT网关中分配学习过程,FL可以提高学习效率,降低通信开销并增强网络内人检测系统的隐私。在这种系统中实施FL的挑战包括不同物联网中的数据特征的标记数据和不可用的不可用。在本文中,我们提出了一种新的协作学习框架,利用转移学习(TL)来克服这些挑战。特别是,我们开发一种新颖的协作学习方法,使目标网络能够有效地和快速学习来自拥有丰富标记数据的源网络的知识。重要的是,最先进的研究要求网络的参与数据集具有相同的特征,从而限制了入侵检测系统的效率,灵活性以及可扩展性。但是,我们所提出的框架可以通过在各种深度学习模型中交换学习知识来解决这些问题,即使他们的数据集具有不同的功能。关于最近的真实网络安全数据集的广泛实验表明,与基于最先进的深度学习方法相比,拟议的框架可以提高超过40%。
translated by 谷歌翻译
Video understanding is a growing field and a subject of intense research, which includes many interesting tasks to understanding both spatial and temporal information, e.g., action detection, action recognition, video captioning, video retrieval. One of the most challenging problems in video understanding is dealing with feature extraction, i.e. extract contextual visual representation from given untrimmed video due to the long and complicated temporal structure of unconstrained videos. Different from existing approaches, which apply a pre-trained backbone network as a black-box to extract visual representation, our approach aims to extract the most contextual information with an explainable mechanism. As we observed, humans typically perceive a video through the interactions between three main factors, i.e., the actors, the relevant objects, and the surrounding environment. Therefore, it is very crucial to design a contextual explainable video representation extraction that can capture each of such factors and model the relationships between them. In this paper, we discuss approaches, that incorporate the human perception process into modeling actors, objects, and the environment. We choose video paragraph captioning and temporal action detection to illustrate the effectiveness of human perception based-contextual representation in video understanding. Source code is publicly available at https://github.com/UARK-AICV/Video_Representation.
translated by 谷歌翻译
预测学生的学习成绩是教育数据挖掘(EDM)的关键任务之一。传统上,这种模型的高预测质量被认为至关重要。最近,公平和歧视W.R.T.受保护的属性(例如性别或种族)引起了人们的关注。尽管EDM中有几种公平感知的学习方法,但对这些措施的比较评估仍然缺失。在本文中,我们评估了各种教育数据集和公平感知学习模型上学生绩效预测问题的不同群体公平措施。我们的研究表明,公平度量的选择很重要,对于选择等级阈值的选择同样。
translated by 谷歌翻译
我们基于技能评分,对确定性太阳预测进行了首次全面的荟萃分析,筛选了Google Scholar的1,447篇论文,并审查了320篇论文的全文以进行数据提取。用多元自适应回归样条模型,部分依赖图和线性回归构建和分析了4,758点的数据库。值得注意的是,分析说明了数据中最重要的非线性关系和交互项。我们量化了对重要变量的预测准确性的影响,例如预测范围,分辨率,气候条件,区域的年度太阳辐照度水平,电力系统大小和容量,预测模型,火车和测试集以及使用不同的技术和投入。通过控制预测之间的关键差异,包括位置变量,可以在全球应用分析的发现。还提供了该领域科学进步的概述。
translated by 谷歌翻译
视力范围有限的自动驾驶机器人在避免多边形障碍的2D环境中找到了目标的途径。在发现环境图的过程中,机器人必须返回以前标记的某些位置,机器人遍历要返回的区域被定义为线段束的束序列。本文提出了一种新型算法,用于根据多次拍摄的方法找到沿线段束序列的大约最短路径。提出了该方法的三个因素,包括捆绑分区,共线条件和射击点的更新。然后,我们证明,如果共线条件成立,则确定问题的最短路径,否则,通过将方法的更新收敛到最短路径,获得的路径序列。该算法在Python中实现,一些数值示例表明,使用我们的方法的自主机器人的路径计划的运行时间比使用Li和Klette在Euclidean最短路径中使用Li和Klette的橡皮筋技术更快,Springer,53-89(2011年)(2011年) )。
translated by 谷歌翻译
本文讨论了面部表达识别模型和描述生成模型,以构建图像中人的图像和面部表情的描述性句子。我们的研究表明,Yolov5比传统的CNN获得了KDEF数据集的所有情绪的更好结果。特别是,CNN和Yolov5模型的精度分别为0.853和0.938。使用VGG16与LSTM模型编码的描述提出了用于基于合并体系结构的图像描述的模型。 Yolov5还用于识别图像中对象的主要颜色,并在必要时纠正生成的描述中的颜色单词。如果描述包含指称一个人的单词,我们会认识到图像中人的情感。最后,我们结合了所有模型的结果,以创建描述图像中视觉内容和人类情感的句子。越南语中FlickR8K数据集的实验结果实现了BLLEU-1,BLEU-2,BLEU-3,BLEU-4分数为0.628; 0.425; 0.280;和0.174。
translated by 谷歌翻译
本文报道的研究通过应用计算机视觉技术将普通的垃圾桶转化为更聪明的垃圾箱。在传感器和执行器设备的支持下,垃圾桶可以自动对垃圾进行分类。特别是,垃圾箱上的摄像头拍摄垃圾的照片,然后进行中央处理单元分析,并决定将垃圾桶放入哪个垃圾箱中。我们的垃圾箱系统的准确性达到90%。此外,我们的模型已连接到Internet,以更新垃圾箱状态以进行进一步管理。开发了用于管理垃圾箱的移动应用程序。
translated by 谷歌翻译