Large-scale online recommendation systems must facilitate the allocation of a limited number of items among competing users while learning their preferences from user feedback. As a principled way of incorporating market constraints and user incentives in the design, we consider our objectives to be two-fold: maximal social welfare with minimal instability. To maximize social welfare, our proposed framework enhances the quality of recommendations by exploring allocations that optimistically maximize the rewards. To minimize instability, a measure of users' incentives to deviate from recommended allocations, the algorithm prices the items based on a scheme derived from the Walrasian equilibria. Though it is known that these equilibria yield stable prices for markets with known user preferences, our approach accounts for the inherent uncertainty in the preferences and further ensures that the users accept their recommendations under offered prices. To the best of our knowledge, our approach is the first to integrate techniques from combinatorial bandits, optimal resource allocation, and collaborative filtering to obtain an algorithm that achieves sub-linear social welfare regret as well as sub-linear instability. Empirical studies on synthetic and real-world data also demonstrate the efficacy of our strategy compared to approaches that do not fully incorporate all these aspects.
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推荐系统在市场中使用时发挥了双重作用:它们可以帮助用户从大型游泳池中选择最需要的物品,并有助于将有限数量的物品分配给最想要它们的用户。尽管在许多现实世界中的推荐设置中,能力限制的流行率普遍存在,但缺乏将它们纳入这些系统设计的原则性方式。在此激励的情况下,我们提出了一个交互式框架,系统提供商可以通过机会主义探索分配来提高向用户的建议质量,从而最大程度地利用用户奖励并使用适当的定价机制尊重容量约束。我们将问题建模为低排名组合的多臂匪徒问题的实例,并在手臂上进行了选择约束。我们采用一种集成方法,使用协作过滤,组合匪徒和最佳资源分配中的技术,以提供一种算法,可证明可以实现次线性遗憾,即$ \ tilde {\ mathcal {\ sqrt {o}}(\ sqrt {\ sqrt {n+m(n+m){n+m(n+m) )rt})$ in $ t $ rounds,用于$ n $用户,$ m $项目和排名$ r $ ney奖励矩阵的问题。关于合成和现实世界数据的实证研究也证明了我们方法的有效性和性能。
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The use of needles to access sites within organs is fundamental to many interventional medical procedures both for diagnosis and treatment. Safe and accurate navigation of a needle through living tissue to an intra-tissue target is currently often challenging or infeasible due to the presence of anatomical obstacles in the tissue, high levels of uncertainty, and natural tissue motion (e.g., due to breathing). Medical robots capable of automating needle-based procedures in vivo have the potential to overcome these challenges and enable an enhanced level of patient care and safety. In this paper, we show the first medical robot that autonomously navigates a needle inside living tissue around anatomical obstacles to an intra-tissue target. Our system leverages an aiming device and a laser-patterned highly flexible steerable needle, a type of needle capable of maneuvering along curvilinear trajectories to avoid obstacles. The autonomous robot accounts for anatomical obstacles and uncertainty in living tissue/needle interaction with replanning and control and accounts for respiratory motion by defining safe insertion time windows during the breathing cycle. We apply the system to lung biopsy, which is critical in the diagnosis of lung cancer, the leading cause of cancer-related death in the United States. We demonstrate successful performance of our system in multiple in vivo porcine studies and also demonstrate that our approach leveraging autonomous needle steering outperforms a standard manual clinical technique for lung nodule access.
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Sociability is essential for modern robots to increase their acceptability in human environments. Traditional techniques use manually engineered utility functions inspired by observing pedestrian behaviors to achieve social navigation. However, social aspects of navigation are diverse, changing across different types of environments, societies, and population densities, making it unrealistic to use hand-crafted techniques in each domain. This paper presents a data-driven navigation architecture that uses state-of-the-art neural architectures, namely Conditional Neural Processes, to learn global and local controllers of the mobile robot from observations. Additionally, we leverage a state-of-the-art, deep prediction mechanism to detect situations not similar to the trained ones, where reactive controllers step in to ensure safe navigation. Our results demonstrate that the proposed framework can successfully carry out navigation tasks regarding social norms in the data. Further, we showed that our system produces fewer personal-zone violations, causing less discomfort.
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在过去的十年中,修剪神经网络已经流行,当时证明可以安全地从现代神经网络中安全地删除大量权重,而不会损害准确性。从那时起,已经提出了许多修剪方法,每种方法都比以前更好。如今,许多最先进的技术(SOTA)技术依赖于使用重要性得分的复杂修剪方法,通过反向传播获得反馈或在其他等方面获得基于启发式的修剪规则。我们质疑这种引入复杂性的模式,以获得更好的修剪结果。我们对这些SOTA技术基准针对全球幅度修剪(全球MP)(一个天真的修剪基线),以评估是否确实需要复杂性来实现更高的性能。全球MP按其幅度顺序排列权重,并修理最小的权重。因此,它以香草形式是最简单的修剪技术之一。令人惊讶的是,我们发现香草全球MP的表现优于所有其他SOTA技术,并取得了新的SOTA结果。它还可以在拖叉稀疏方面取得良好的性能,当以逐渐修剪的方式进行修剪时,我们发现这是增强的。我们还发现,全球MP在具有卓越性能的任务,数据集和模型之间可以推广。此外,许多修剪算法以高稀疏速率遇到的一个常见问题,即可以通过设置要保留在每层中的最小权重阈值来轻松固定在全球MP中。最后,与许多其他SOTA技术不同,全球MP不需要任何其他特定算法的超参数,并且非常简单地调整和实施。我们在各种模型(WRN-28-8,Resnet-32,Resnet-50,Mobilenet-V1和FastGrnn)和多个数据集(CIFAR-10,Imagenet和HAR-2)上展示了我们的发现。代码可在https://github.com/manasgupta-1/globalmp上找到。
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图形神经网络(GNNS)在包括田野医学成像和网络神经科学在内的各个领域都取得了非凡的增强,在诊断自闭症等挑战性神经系统疾病方面,它们表现出很高的准确性。面对医学数据稀缺性和高度私人性,培训此类渴望数据的模型仍然具有挑战性。联合学习通过允许在多个数据集上培训模型,以完全保存数据的方式来独立收集,从而为该问题提供了有效的解决方案。尽管最先进的GNN和联合学习技术都侧重于提高分类准确性,但它们忽略了一个关键的未解决问题:研究GNN模型中最歧视性生物标志物(即功能)的可重复性(即功能),在联合学习范式中选择。量化预测医学模型的可重复性,以防止培训和测试数据分布的扰动,这是克服转化临床应用时要克服的最大障碍之一。据我们所知,这介绍了第一批研究联合GNN模型的可重复性,并应用了对医学成像和大脑连接数据集进行分类的应用。我们使用对医学成像和连接数据集训练的各种GNN模型评估了我们的框架。更重要的是,我们表明联邦学习可以提高GNN模型在此类医学学习任务中的准确性和可重复性。我们的源代码可在https://github.com/basiralab/reproduciblefedgnn上获得。
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对于正交多访问(OMA)系统,服务的用户设备(UES)的数量仅限于可用的正交资源的数量。另一方面,非正交多访问(NOMA)方案允许多个UES使用相同的正交资源。这种额外的自由度为资源分配带来了新的挑战。缓冲状态信息(BSI),例如等待传输的数据包的大小和年龄,可用于改善OMA系统中的调度。在本文中,我们研究了BSI对上行链路多载波NOMA场景中集中调度程序的性能的影响,UE具有各种数据速率和延迟要求。为了处理将UES分配给资源的大型组合空间,我们提出了一个基于Actor-Critic-Critic强化学习纳入BSI的新型调度程序。使用诺基亚的“无线套件”进行培训和评估。我们提出了各种新颖的技术来稳定和加快训练。建议的调度程序优于基准调度程序。
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这项研究中我们的主要目标是提出一种基于转移学习的方法,用于从计算机断层扫描(CT)图像中检测。用于任务的转移学习模型是验证的X受感受模型。使用了模型结构和ImageNet上的预训练权重。通过128批量的大小和224x224、3个通道输入图像训练所得的修改模型,并从原始512x512,灰度图像转换。使用的数据集是A COV19-CT-DB。数据集中的标签包括1919年COVID-1919检测的COVID-19病例和非旋转19例。首先,使用数据集的验证分区以及精确召回和宏F1分数的准确性和损失来衡量所提出方法的性能。验证集中的最终宏F1得分超过了基线模型。
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分布式声音传感器(DAS)是有效的设备,在许多应用区域中广泛使用,用于记录各种事件的信号,这些事件沿光纤沿光纤沿着非常高的空间分辨率。为了正确地检测和识别记录的事件,具有高计算需求的高级信号处理算法至关重要。卷积神经网络是提取空间信息的高功能工具,非常适合DAS中的事件识别应用。长期术语内存(LSTM)是处理顺序数据的有效仪器。在这项研究中,我们提出了一种多输入的多输出,两个阶段特征提取方法,该方法将这些神经网络体系结构的能力与转移学习的能力结合在一起,以将压电传感器应用于光纤上的振动进行分类。首先,我们从相位-OTDR记录中提取了差幅度和相位信息,并将它们存储在时间空间数据矩阵中。然后,我们在第一阶段使用了最先进的预训练的CNN作为特征提取器。在第二阶段,我们使用LSTMS进一步分析了CNN提取的特征。最后,我们使用密集层来对提取的特征进行分类。为了观察使用的CNN体​​系结构的效果,我们通过五个最先进的预训练模型(VGG-16,Resnet-50,Densenet-121,Mobilenet和Inception-V3)测试了模型。结果表明,在我们的框架中使用VGG-16体系结构可以在50个培训中获得100%的分类精度,并在我们的相位数据集中获得最佳结果。这项研究的结果表明,与LSTM结合的预训练的CNN非常适合分析差分振幅和相位信息,在时间空间数据矩阵中表示,这对于DAS应用中的事件识别操作很有希望。
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在本文中,我们研究了使用它们的关键点的形状和姿势的表示。因此,我们提出了一种端到端的方法,其同时从图像中检测2D关键点并将它们升到3D。该方法仅从2D关键点注释学习2D检测和3D升降。在这方面,提出了一种通过基于增强的循环自我监督来明确地解除姿势和3D形状的新方法。除了在图像到3D学习的图像端到端,我们的方法还使用单个神经网络处理来自多个类别的对象。我们使用基于变换器的架构来检测关键点,以及总结图像的视觉上下文。然后将该视觉上下文信息升降到3D时,以允许基于上下文的推理以获得更好的性能。在提升时,我们的方法学习一小一小一组基础形状和稀疏的非负系数,以表示规范框架中的3D形状。我们的方法可以处理闭塞以及各种各样的对象类。我们对三个基准测试的实验表明,我们的方法比现有技术更好。我们的源代码将公开可用。
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