我们为AI驱动数据库提供了一个SYSML框架。使用Baihe，可能会改装现有的关系数据库系统以使用学习组件进行查询优化或其他常见任务，例如例如，学习索引结构。为确保Baihe的实用性和现实世界适用性，其高级架构基于以下要求：与核心系统的分离，最小的第三方依赖，鲁棒性，稳定性和容错，以及稳定性和可配置性。基于高级架构，我们将描述Baihe的具体实现PostgreSQL，并为学习查询优化器提供了实例使用情况。为了服务于从业者，以及DB和AI4DB社区的研究人员将在开源许可下发布PostgreSQL的Baihe。
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操作系统包括许多启发式算法，旨在提高整体存储性能和吞吐量。由于此类启发式is不能适用于所有条件和工作负载，因此系统设计人员诉诸用户对用户的众多可调参数揭示 - 基本上负担用户不断优化自己的存储系统和应用程序。存储系统通常负责I / O重型应用中的大多数延迟，因此即使是小的总延迟改善也可能很重要。机器学习（ml）技术承诺学习模式，从它们概括，并实现适应更改工作负载的最佳解决方案。我们提出ML解决方案成为OSS中的一流组件，并更换了动态优化存储系统的手动启发式。在本文中，我们描述了我们所提出的ML架构，称为KML。我们开发了一个原型KML体系结构，并将其应用于两个问题：最佳readAhead和NFS读取大小值。我们的实验表明，KML消耗了很少的操作系统资源，延迟可忽略不计，但可以学习可以分别为两种用例的2.3倍或15倍提高I / O吞吐量的模式 - 即使是复杂的，也不是为了复杂 - 在不同的存储设备上同时运行混合工作负载。
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研究过程自动化 - 对科学仪器，计算机，数据存储和其他资源的可靠，高效和可重复执行的可靠，高效和可重复执行，这是现代科学的基本要素。我们在此处报告Globus研究数据管理平台内的新服务，该服务可以将各种研究过程的规范作为可重复使用的动作集，流量以及在异质研究环境中执行此类流动的集合。为了以广泛的空间范围（例如，从科学仪器到远程数据中心）和时间范围（从几秒钟到几周），这些Globus自动化服务功能：1）云托管以可靠地执行长期持久的流量，尽管零星的失败，但这些Globus自动化服务功能：1） ; 2）声明性符号和可扩展的异步行动提供商API，用于定义和执行涉及任意资源的各种行动和流动规范； 3）授权授权机制，用于安全调用动作。这些服务允许研究人员将广泛的研究任务的管理外包和自动化为可靠，可扩展和安全的云平台。我们向Globus自动化服务提供用例
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在本文中，我们展示了我们对数据库的所谓零射击学习的愿景，这是数据库组件的新学习方法。对于数据库的零拍摄学习是通过最近的转移学习的进步，例如GPT-3等型号的进步，并且可以在禁止框中支持一个新的数据库，而无需培训新模型。此外，通过进一步再培训未经看台数据库的模型，它可以很容易地扩展到几次拍摄的学习。作为本文的第一个具体贡献，我们展示了零射击学习的可行性，用于物理成本估算的任务，并具有非常有前途的初始结果。此外，作为第二种贡献，我们讨论了与数据库的零射击学习相关的核心挑战，并呈现路线图，以扩展到零射击学习，以扩展到超出成本估计的许多其他任务，甚至超出经典数据库系统和工作负载。
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Healthcare Ai持有增加患者安全性，增强效率和改善患者结果的潜力，但研究通常受到数据访问，队列策划和分析工具的限制。电子健康记录数据，实时数据和实时高分辨率设备数据的集合和翻译可能是具有挑战性和耗时的。现实世界AI工具的发展需要克服数据采集，稀缺医院资源和数据治疗需求的挑战。这些瓶颈可能导致资源沉重的需求和AI系统的研究和开发延迟。我们提供了一种系统和方法，可加速数据采集，数据集开发和分析和AI模型开发。我们创建了一个依赖于可扩展的微服务后端的交互式平台。该系统可以每小时摄取15,000名患者记录，其中每个记录代表数千个多式数级测量，文本备注和高分辨率数据。统称，这些记录可以接近数据的数据。该系统可以在2-5分钟内进一步执行队列和初步数据集分析。因此，多个用户可以在实时同时协作以迭代数据集和模型。我们预计这种方法将推动现实世界的AI模型开发，并且在长期运行中，有意义地改善医疗保健交付。
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机器学习传感器代表了嵌入式机器学习应用程序未来的范式转移。当前的嵌入式机器学习（ML）实例化遭受了复杂的整合，缺乏模块化以及数据流动的隐私和安全问题。本文提出了一个以数据为中心的范式，用于将传感器智能嵌入边缘设备上，以应对这些挑战。我们对“传感器2.0”的愿景需要将传感器输入数据和ML处理从硬件级别隔离到更广泛的系统，并提供一个薄的界面，以模拟传统传感器的功能。这种分离导致模块化且易于使用的ML传感器设备。我们讨论了将ML处理构建到嵌入式系统上控制微处理器的软件堆栈中的标准方法所带来的挑战，以及ML传感器的模块化如何减轻这些问题。 ML传感器提高了隐私和准确性，同时使系统构建者更容易将ML集成到其产品中，以简单的组件。我们提供了预期的ML传感器和说明性数据表的例子，以表现出来，并希望这将建立对话使我们朝着传感器2.0迈进。
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在本文中，我们介绍了零射成本模型，使学习成本估计能够推广到看不见的数据库。与最先进的工作负载驱动方法相比，需要在每个新数据库上执行大量训练查询，因此零击成本模型因此允许在没有的盒子中实例化学习成本模型昂贵的培训数据收集。要启用此类零拍成本模型，我们建议基于预先训练的成本模型的新学习范例。作为支持将此类预先训练的成本模型转移到解密数据库的核心贡献，我们介绍了一种新的模型架构和表示技术，用于将查询工作负载编码为对这些模型的输入。正如我们将在我们的评估中展示，零射成本估计可以为广泛的（现实世界）数据库的最先进模型提供更准确的成本估算，而无需在未操作数据库上执行任何查询执行。此外，我们表明零击成本模型可以在几次拍摄模式下使用，从而通过在看不见的数据库上使用少量额外的训练查询来进一步提高其质量。
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机器学习（ML）系统的开发和部署可以用现代工具轻松执行，但该过程通常是匆忙和意思是结束的。缺乏勤奋会导致技术债务，范围蠕变和未对准的目标，模型滥用和失败，以及昂贵的后果。另一方面，工程系统遵循明确定义的流程和测试标准，以简化高质量，可靠的结果的开发。极端是航天器系统，其中关键任务措施和鲁棒性在开发过程中根深蒂固。借鉴航天器工程和ML的经验（通过域名通过产品的研究），我们开发了一种经过验证的机器学习开发和部署的系统工程方法。我们的“机器学习技术准备水平”（MLTRL）框架定义了一个原则的过程，以确保强大，可靠和负责的系统，同时为ML工作流程流线型，包括来自传统软件工程的关键区别。 MLTRL甚至更多，MLTRL为跨团队和组织的人们定义了一个人工智能和机器学习技术的人员。在这里，我们描述了通过生产化和部署在医学诊断，消费者计算机视觉，卫星图像和粒子物理学等领域，以通过生产和部署在基本研究中开发ML方法的几个现实世界使用情况的框架和阐明。
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无线电接入网络（RAN）技术继续见证巨大的增长，开放式运行越来越最近的势头。在O-RAN规范中，RAN智能控制器（RIC）用作自动化主机。本文介绍了对O-RAN堆栈相关的机器学习（ML）的原则，特别是加强学习（RL）。此外，我们审查无线网络的最先进的研究，并将其投入到RAN框架和O-RAN架构的层次结构上。我们在整个开发生命周期中提供ML / RL模型面临的挑战的分类：从系统规范到生产部署（数据采集，模型设计，测试和管理等）。为了解决挑战，我们将一组现有的MLOPS原理整合，当考虑RL代理时，具有独特的特性。本文讨论了系统的生命周期模型开发，测试和验证管道，称为：RLOPS。我们讨论了RLOP的所有基本部分，包括：模型规范，开发和蒸馏，生产环境服务，运营监控，安全/安全和数据工程平台。根据这些原则，我们提出了最佳实践，以实现自动化和可重复的模型开发过程。
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连续的软件工程在许多领域已变得司空见惯。但是，在调节需要考虑其他问题的密集部门时，通常认为很难采用连续的开发方法，例如DevOps。在本文中，我们提出了一种将拉力请求用作设计控件的方法，并将这种方法应用于认证的医疗系统中的机器学习，这是一种新颖的技术，这是一种新颖的技术，旨在为机器学习系统增加解释性，作为监管审核跟踪。我们以前曾使用过一种工业系统来证明这种方法，以证明如何以连续的方式开发医疗系统。
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现代软件系统和产品越来越依赖机器学习模型，以基于与用户和系统的交互进行数据驱动的决策，例如计算基础架构。对于更广泛的采用，这种做法必须（i）容纳没有ML背景的软件工程师，并提供（ii）提供优化产品目标的机制。在这项工作中，我们描述了一般原则和特定的端到端毫升平台，为决策和反馈集合提供易于使用的API。循环仪支持从在线数据收集到模拟培训，部署，推理的完整端到端ML生命周期，并扩展支持和调整产品目标的评估和调整。我们概述了平台架构和生产部署的整体影响 - 循环仪当前托管700毫升型号，每秒达到600万决定。我们还描述了学习曲线并总结了平台采用者的经验。
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Vizier是Google的DeCACTO BlackBox和Hyper参数优化服务，它优化了Google一些最大的产品和研究工作。为了按照调整数千个用户的关键系统的规模运行，Google Vizier在提供多个不同的功能方面解决了关键的设计挑战，同时保持完全容忍。在本文中，我们介绍了基于Google内部Vizier基础架构和框架的基于Python的独立界面开源（OSS）Vizier。 OSS Vizier提供了一个能够定义和解决各种优化问题的API，包括多样性，早期停止，转移学习和条件搜索。此外，它被设计为可确保可靠性的分布式系统，并允许对用户的目标函数进行多次平行评估。基于RPC的灵活基础架构使用户可以从任何语言编写的二进制文件中访问OSS Vizier。 OSS Vizier还提供了一个后端（“ Pythia”）API，该API为算法作者提供了一种与Core OSS Vizier系统接口新算法的方法。 OSS Vizier可从https://github.com/google/vizier获得。
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在本文中，我们建议采用MDE范式来开发机器学习（ML）的软件系统，重点关注物联网（IoT）域。我们说明了如何将两种最先进的开源建模工具，即蒙蒂安娜和ML-Quadrat用于此目的，如案例研究所证明的那样。案例研究说明了使用ML使用MNIST参考数据集对手写数字的自动图像识别的ML，特别是深人造神经网络（ANN），并将机器学习组件集成到物联网系统中。随后，我们对两个框架进行了功能比较，设置了一个分析基础，以包括广泛的设计考虑因素，例如问题域，ML集成到较大系统中的方法以及支持的ML方法以及主题最近对ML社区的强烈兴趣，例如Automl和MLOP。因此，本文的重点是阐明ML域中MDE方法的潜力。这支持ML工程师开发（ML/软件）模型而不是实施代码，并通过启用ML功能作为IoT或IoT的组件的现成集成来实现设计的可重复性和模块化。网络物理系统。
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转移学习可以看作是从头开始的数据和计算效率替代培训模型的替代方法。丰富的模型存储库（例如TensorFlow Hub）的出现使从业人员和研究人员能够在各种下游任务中释放这些模型的潜力。随着这些存储库的成倍增长，有效地为手头任务选择一个好的模型变得至关重要。通过仔细比较各种选择和搜索策略，我们意识到，没有一种方法优于其他方法，而混合或混合策略可以是有益的。因此，我们提出了Shift，这是用于转移学习的第一个下游任务感知，灵活和有效的模型搜索引擎。这些属性由自定义查询语言shift-ql以及基于成本的决策者以及我们经验验证的基于成本的决策者启用。受机器学习开发的迭代性质的促进，我们进一步支持对查询的有效递增执行，这需要与我们的优化共同使用时进行仔细的实施。
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Federated Learning is a distributed machine learning approach which enables model training on a large corpus of decentralized data. We have built a scalable production system for Federated Learning in the domain of mobile devices, based on TensorFlow. In this paper, we describe the resulting high-level design, sketch some of the challenges and their solutions, and touch upon the open problems and future directions.
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This paper presents the OPUS ecosystem with a focus on the development of open machine translation models and tools, and their integration into end-user applications, development platforms and professional workflows. We discuss our on-going mission of increasing language coverage and translation quality, and also describe on-going work on the development of modular translation models and speed-optimized compact solutions for real-time translation on regular desktops and small devices.
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传统的数据湖泊通过启用时间旅行，运行SQL查询，使用酸性交易摄入数据以及可视化PBABYTE尺度数据集在云存储中，为分析工作负载提供了关键的数据基础架构。它们使组织能够分解数据孤岛，解锁数据驱动的决策，提高运营效率并降低成本。但是，随着深度学习接管常见的分析工作流程，传统数据湖泊对诸如自然语言处理（NLP），音频处理，计算机视觉和涉及非尾巴数据集的应用程序的有用程度降低。本文介绍了Deep Lake，这是一个开源湖泊，用于在Activeloop开发的深度学习应用程序。 Deep Lake保持了一项关键区别的香草数据湖的好处：它以张量的形式存储复杂数据，例如图像，视频，注释以及表格数据，并将数据迅速流式传输到网络上（a ）张量查询语言，（b）浏览器可视化引擎或（c）不牺牲GPU利用率的深度学习框架。可以从Pytorch，Tensorflow，Jax，与许多MLOPS工具集成在一起的数据集。
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即将开发我们呼叫所体现的系统的新一代越来越自主和自学习系统。在将这些系统部署到真实上下文中，我们面临各种工程挑战，因为它以有益的方式协调所体现的系统的行为至关重要，确保他们与我们以人为本的社会价值观的兼容性，并且设计可验证安全可靠的人类-Machine互动。我们正在争辩说，引发系统工程将来自嵌入到体现系统的温室，并确保动态联合的可信度，这种情况意识到的情境意识，意图，探索，探险，不断发展，主要是不可预测的，越来越自主的体现系统在不确定，复杂和不可预测的现实世界环境中。我们还识别了许多迫切性的系统挑战，包括可信赖的体现系统，包括强大而人为的AI，认知架构，不确定性量化，值得信赖的自融化以及持续的分析和保证。
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负责任的AI被广泛认为是我们时代最大的科学挑战之一，也是释放AI市场并增加采用率的关键。为了应对负责任的AI挑战，最近已经发布了许多AI伦理原则框架，AI系统应该符合这些框架。但是，没有进一步的最佳实践指导，从业者除了真实性之外没有什么。同样，在算法级别而不是系统级的算法上进行了重大努力，主要集中于数学无关的道德原则（例如隐私和公平）的一部分。然而，道德问题在开发生命周期的任何步骤中都可能发生，从而超过AI算法和模型以外的系统的许多AI，非AI和数据组件。为了从系统的角度操作负责任的AI，在本文中，我们采用了一种面向模式的方法，并根据系统的多媒体文献综述（MLR）的结果提出了负责任的AI模式目录。与其呆在道德原则层面或算法层面上，我们专注于AI系统利益相关者可以在实践中采取的模式，以确保开发的AI系统在整个治理和工程生命周期中负责。负责的AI模式编目将模式分为三组：多层次治理模式，可信赖的过程模式和负责任的逐设计产品模式。这些模式为利益相关者实施负责任的AI提供了系统性和可行的指导。
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如今，由于最近在人工智能（AI）和机器学习（ML）中的近期突破，因此，智能系统和服务越来越受欢迎。然而，机器学习不仅满足软件工程，不仅具有有希望的潜力，而且还具有一些固有的挑战。尽管最近的一些研究努力，但我们仍然没有明确了解开发基于ML的申请和当前行业实践的挑战。此外，目前尚不清楚软件工程研究人员应将其努力集中起来，以更好地支持ML应用程序开发人员。在本文中，我们报告了一个旨在了解ML应用程序开发的挑战和最佳实践的调查。我们合成从80名从业者（以不同的技能，经验和应用领域）获得的结果为17个调查结果;概述ML应用程序开发的挑战和最佳实践。参与基于ML的软件系统发展的从业者可以利用总结最佳实践来提高其系统的质量。我们希望报告的挑战将通知研究界有关需要调查的主题，以改善工程过程和基于ML的申请的质量。
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