Machine learning methods have been used to accelerate the molecule optimization process. However, efficient search for optimized molecules satisfying several properties with scarce labeled data remains a challenge for machine learning molecule optimization. In this study, we propose MOMO, a multi-objective molecule optimization framework to address the challenge by combining learning of chemical knowledge with Pareto-based multi-objective evolutionary search. To learn chemistry, it employs a self-supervised codec to construct an implicit chemical space and acquire the continues representation of molecules. To explore the established chemical space, MOMO uses multi-objective evolution to comprehensively and efficiently search for similar molecules with multiple desirable properties. We demonstrate the high performance of MOMO on four multi-objective property and similarity optimization tasks, and illustrate the search capability of MOMO through case studies. Remarkably, our approach significantly outperforms previous approaches in optimizing three objectives simultaneously. The results show the optimization capability of MOMO, suggesting to improve the success rate of lead molecule optimization.
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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.
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已经证明,经过代码完成培训的大型语言模型(LLMS)能够合成DocStrings的简单Python程序[1]。我们发现这些代码编写的LLM可以被重新使用以编写机器人策略代码,给定自然语言命令。具体而言,策略代码可以表达处理感知输出的功能或反馈循环(例如,从对象检测器[2],[3])并参数化控制原始API。当作为输入提供了几个示例命令(格式为注释)后,然后是相应的策略代码(通过少量提示),LLMS可以接收新命令并自主重新编写API调用以分别生成新的策略代码。通过链接经典的逻辑结构并引用第三方库(例如,numpy,shapely)执行算术,以这种方式使用的LLM可以编写(i)(i)表现出空间几何推理的机器人策略,(ii)(ii)将其推广到新的说明和新指令和新指令和(iii)根据上下文(即行为常识)规定模棱两可的描述(例如“更快”)的精确值(例如,速度)。本文将代码作为策略介绍:语言模型生成程序的以机器人为中心的形式化(LMP),该程序可以代表反应性策略(例如阻抗控制器),以及基于Waypoint的策略(基于远见的选择,基于轨迹,基于轨迹,控制),在多个真实的机器人平台上展示。我们方法的核心是促使层次代码 - 代码(递归定义未定义的功能),该代码可以编写更复杂的代码,还可以改善最新的代码,以解决HOMANEVAL [1]基准中的39.8%的问题。代码和视频可从https://code-as-policies.github.io获得。
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为了减轻数据稀缺性对事实检查系统的影响,我们专注于几乎没有声称验证。尽管最近通过提出高级语言模型进行了几次射击分类的工作,但数据注释优先级的研究缺乏研究,可以改善为最佳模型性能标记的少数镜头的选择。我们提出了活跃的宠物,这是一种新型的加权方法,它利用基于各种语言模型的模式开发培训(PET)模型的合奏来积极选择未标记的数据作为注释的候选者。使用活跃的宠物进行数据选择,在两个技术事实检查数据集上以及使用六个不同的预审前的语言模型上显示了对最先进的主动学习方法的一致改进。我们通过Active Pets-O展示了进一步的改进,该宠物O进一步整合了过采样策略。我们的方法使有效的实例可以被标记为无标记的数据丰富,但标签资源受到限制,从而始终改善了几次索赔验证性能。我们的代码将在出版后提供。
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最近的作品表明,如何将大语言模型(LLM)的推理能力应用于自然语言处理以外的领域,例如机器人的计划和互动。这些具体的问题要求代理商了解世界上许多语义方面:可用技能的曲目,这些技能如何影响世界以及对世界的变化如何映射回该语言。在体现环境中规划的LLMS不仅需要考虑要做什么技能,还需要考虑如何以及何时进行操作 - 答案随着时间的推移而变化,以响应代理商自己的选择。在这项工作中,我们调查了在这种体现的环境中使用的LLM在多大程度上可以推论通过自然语言提供的反馈来源,而无需任何其他培训。我们建议,通过利用环境反馈,LLM能够形成内部独白,使他们能够在机器人控制方案中进行更丰富的处理和计划。我们研究了各种反馈来源,例如成功检测,场景描述和人类互动。我们发现,闭环语言反馈显着改善了三个领域的高级指导完成,包括模拟和真实的桌面顶部重新排列任务以及现实世界中厨房环境中的长途移动操作任务。
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深神经网络(DNN)的黑盒性质严重阻碍了其在特定场景中的性能改善和应用。近年来,基于类激活映射的方法已被广泛用于解释计算机视觉任务中模型的内部决策。但是,当此方法使用反向传播获得梯度时,它将在显着图中引起噪声,甚至找到与决策无关的特征。在本文中,我们提出了一个基于绝对价值类激活映射(ABS-CAM)方法,该方法优化了从反向传播中得出的梯度,并将所有这些梯度变成正梯度,以增强输出神经元激活的视觉特征,并改善。显着图的本地化能力。 ABS-CAM的框架分为两个阶段:生成初始显着性图并生成最终显着图。第一阶段通过优化梯度来提高显着性图的定位能力,第二阶段将初始显着性图与原始图像线性结合在一起,以增强显着性图的语义信息。我们对拟议方法进行定性和定量评估,包括删除,插入和指向游戏。实验结果表明,ABS-CAM显然可以消除显着性图中的噪声,并且可以更好地定位与决策相关的功能,并且优于以前的识别和定位任务中的方法。
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大型语言模型可以编码有关世界的大量语义知识。这种知识对于旨在采取自然语言表达的高级,时间扩展的指示的机器人可能非常有用。但是,语言模型的一个重大弱点是,它们缺乏现实世界的经验,这使得很难利用它们在给定的体现中进行决策。例如,要求语言模型描述如何清洁溢出物可能会导致合理的叙述,但是它可能不适用于需要在特定环境中执行此任务的特定代理商(例如机器人)。我们建议通过预处理的技能来提供现实世界的基础,这些技能用于限制模型以提出可行且在上下文上适当的自然语言动作。机器人可以充当语​​言模型的“手和眼睛”,而语言模型可以提供有关任务的高级语义知识。我们展示了如何将低级技能与大语言模型结合在一起,以便语言模型提供有关执行复杂和时间扩展说明的过程的高级知识,而与这些技能相关的价值功能则提供了连接必要的基础了解特定的物理环境。我们在许多现实世界的机器人任务上评估了我们的方法,我们表明了对现实世界接地的需求,并且这种方法能够在移动操纵器上完成长远,抽象的自然语言指令。该项目的网站和视频可以在https://say-can.github.io/上找到。
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人工智能(AI)为简化Covid-19诊断提供了有前景的替代。然而,涉及周围的安全和可信度的担忧阻碍了大规模代表性的医学数据,对临床实践中训练广泛的模型造成了相当大的挑战。为了解决这个问题,我们启动了统一的CT-Covid AI诊断计划(UCADI),其中AI模型可以在没有数据共享的联合学习框架(FL)下在每个主机机构下分发和独立地在没有数据共享的情况下在每个主机机构上执行。在这里,我们认为我们的FL模型通过大的产量(中国测试敏感性/特异性:0.973 / 0.951,英国:0.730 / 0.942),与专业放射科医师的面板实现可比性表现。我们进一步评估了持有的模型(从另外两家医院收集,留出FL)和异构(用造影材料获取)数据,提供了模型所做的决策的视觉解释,并分析了模型之间的权衡联邦培训过程中的性能和沟通成本。我们的研究基于来自位于中国和英国的23家医院的3,336名患者的9,573次胸部计算断层扫描扫描(CTS)。统称,我们的工作提出了利用联邦学习的潜在保留了数字健康的前景。
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非平滑的有限和最小化是机器学习中的一个基本问题。本文开发了一种具有随机重新洗牌的分布式随机近端梯度算法,以解决随着时变多代理网络的有限和最小化。目标函数是可分辨率凸起功能的总和和非平滑的正则化。网络中的每个代理通过本地信息更新具有恒定步长大小的局部变量,并协作以寻求最佳解决方案。我们证明了所提出的算法产生的局部变量估计实现共识,并且与$ \ mathcal {o}(\ frac {1} {t} + \ frac {1} {\SQRT {T}})$收敛率。此外,本文通过选择足够的阶梯尺寸,可以任意地小的目标函数的稳态误差。最后,提供了一些比较仿真来验证所提出的算法的收敛性能。
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代码摘要可帮助开发人员理解程序并减少在软件维护过程中推断程序功能的时间。最近的努力诉诸深度学习技术,例如序列到序列模型,以生成准确的代码摘要,其中基于变压器的方法已实现了有希望的性能。但是,在此任务域中,有效地将代码结构信息集成到变压器中的情况不足。在本文中,我们提出了一种名为SG-Trans的新方法,将代码结构属性纳入变压器。具体而言,我们将局部符号信息(例如,代码令牌和语句)和全局句法结构(例如,数据流程图)注入变压器的自我发项模块中。为了进一步捕获代码的层次结构特征,局部信息和全局结构旨在分布在下层和变压器高层的注意力头中。广泛的评估表明,SG-trans的表现优于最先进的方法。与表现最佳的基线相比,SG-Trans在流星评分方面仍然可以提高1.4%和2.0%,这是一个广泛用于测量发电质量的度量,分别在两个基准数据集上。
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