This paper discusses the development of a convolutional architecture of a deep neural network for the recognition of wildfires on satellite images. Based on the results of image classification, a fuzzy cognitive map of the analysis of the macroeconomic situation was built. The paper also considers the prospect of using hybrid cognitive models for forecasting macroeconomic indicators based on fuzzy cognitive maps using data on recognized wildfires on satellite images.
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In this article, the analysis of existing models of satellite image recognition was carried out, the problems in the field of satellite image recognition as a source of information were considered and analyzed, deep learning methods were compared, and existing image recognition methods were analyzed. The results obtained will be used as a basis for the prospective development of a fire recognition model based on satellite images and the use of recognition results as input data for a cognitive model of forecasting the macro-economic situation based on fuzzy cognitive maps.
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在时间序列预测的各种软计算方法中，模糊认知地图（FCM）已经显示出显着的结果作为模拟和分析复杂系统动态的工具。 FCM具有与经常性神经网络的相似之处，可以被分类为神经模糊方法。换句话说，FCMS是模糊逻辑，神经网络和专家系统方面的混合，它作为模拟和研究复杂系统的动态行为的强大工具。最有趣的特征是知识解释性，动态特征和学习能力。本调查纸的目标主要是在文献中提出的最相关和最近的基于FCCM的时间序列预测模型概述。此外，本文认为介绍FCM模型和学习方法的基础。此外，该调查提供了一些旨在提高FCM的能力的一些想法，以便在处理非稳定性数据和可扩展性问题等现实实验中涵盖一些挑战。此外，具有快速学习算法的FCMS是该领域的主要问题之一。
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这项研究致力于解决该问题，以确定使用人工智能系统的建筑管理人员的专业自适应能力。它提议了完全连接的馈送前向前神经网络体系结构，并执行了经验建模以创建数据集。人工智能系统的模型允许在执行专业领域的多价分类过程中评估完全连接的前馈神经网络中的过程。已经为机器学习模型的培训过程开发了一种方法，该方法反映了人工智能系统的组件之间的内部连接，使其可以从培训数据中学习。为了训练神经网络，使用了35个输入参数和29个输出参数的数据集；集合中的数据量为936个数据线。神经网络训练的比例分别为10％和90％。这项研究的结果可用于进一步提高成功实现专业实现所需的知识和技能。
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模糊认知地图（FCMS）被出现为可解释的签名加权数字化方法，其由代表概念之间的依赖性的节点（概念）和权重。虽然FCMS在各种时间序列预测应用中取得了相当大的成果，但设计了具有较节约的训练方法的FCM模型仍然是一个开放的挑战。因此，本文介绍了一种新颖的单变量时间序列预测技术，该技术由标记为R-HFCM的一组随机高阶FCM模型组成。提出的R-HFCM模型的新颖性与将FCM和回声状态网络（ESN）的概念合并为高效且特定的储层计算（RC）模型系列，其中应用于训练模型的最小二乘算法。从另一个角度来看，R-HFCM的结构包括输入层，储存层和输出层，其中仅输出层是可训练的，同时在训练过程中随机选择每个子储存组件的重量并保持恒定。如案例研究，该模型考虑了与巴西太阳能站以及马来西亚数据集的公共数据的太阳能预测，包括马来西亚市柔佛市电源公司的每小时电负荷和温度数据。实验还包括地图尺寸，激活功能，偏置的存在和储存器的尺寸的效果，储存器的尺寸为R-HFCM方法的准确性。所获得的结果证实了所提出的R-HFCM模型与其他方法相比表现。本研究提供了证据表明，FCM可以是在时间序列建模中实施动态储存的新方法。
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纯粹后的损害评估对于管理资源分配和执行有效响应至关重要。传统上，这种评估是通过野外侦察进行的，该侦察速度缓慢，危险且艰巨。取而代之的是，在本文中，我们进一步提出了通过卷积神经网络实施深度学习的想法，以便将建筑物的后卫星卫星图像分类为被洪水/损坏或未损坏的。该实验是在2017年哈维飓风之后使用的，该数据集采用了一个包含大休斯顿地区的纯种后卫星图像的数据集进行。本文实施了三个卷积神经网络模型体系结构，并配对了其他模型考虑，以实现高精度（超过99％），（超过99％），，超过99％），（超过99％）加强在殖民后灾难评估中有效使用机器学习。
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海洋生态系统及其鱼类栖息地越来越重要，因为它们在提供有价值的食物来源和保护效果方面的重要作用。由于它们的偏僻且难以接近自然，因此通常使用水下摄像头对海洋环境和鱼类栖息地进行监测。这些相机产生了大量数字数据，这些数据无法通过当前的手动处理方法有效地分析，这些方法涉及人类观察者。 DL是一种尖端的AI技术，在分析视觉数据时表现出了前所未有的性能。尽管它应用于无数领域，但仍在探索其在水下鱼类栖息地监测中的使用。在本文中，我们提供了一个涵盖DL的关键概念的教程，该教程可帮助读者了解对DL的工作原理的高级理解。该教程还解释了一个逐步的程序，讲述了如何为诸如水下鱼类监测等挑战性应用开发DL算法。此外，我们还提供了针对鱼类栖息地监测的关键深度学习技术的全面调查，包括分类，计数，定位和细分。此外，我们对水下鱼类数据集进行了公开调查，并比较水下鱼类监测域中的各种DL技术。我们还讨论了鱼类栖息地加工深度学习的新兴领域的一些挑战和机遇。本文是为了作为希望掌握对DL的高级了解，通过遵循我们的分步教程而为其应用开发的海洋科学家的教程，并了解如何发展其研究，以促进他们的研究。努力。同时，它适用于希望调查基于DL的最先进方法的计算机科学家，以进行鱼类栖息地监测。
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近年来，地理空间行业一直在稳定发展。这种增长意味着增加卫星星座，每天都会产生大量的卫星图像和其他遥感数据。有时，这些信息，即使在某些情况下我们指的是公开可用的数据，由于它的大小，它也无法占据。从时间和其他资源的角度来看，借助人工或使用传统的自动化方法来处理如此大量的数据并不总是可行的解决方案。在目前的工作中，我们提出了一种方法，用于创建一个由公开可用的遥感数据组成的多模式和时空数据集，并使用ART机器学习（ML）技术进行可行性进行测试。确切地说，卷积神经网络（CNN）模型的用法能够分离拟议数据集中存在的不同类别的植被。在地理信息系统（GIS）和计算机视觉（CV）的背景下，类似方法的受欢迎程度和成功更普遍地表明，应考虑并进一步分析和开发方法。
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受生物神经元的启发，激活功能在许多现实世界中常用的任何人工神经网络的学习过程中起着重要作用。文献中已经提出了各种激活功能，用于分类和回归任务。在这项工作中，我们调查了过去已经使用的激活功能以及当前的最新功能。特别是，我们介绍了多年来激活功能的各种发展以及这些激活功能的优势以及缺点或局限性。我们还讨论了经典（固定）激活功能，包括整流器单元和自适应激活功能。除了基于表征的激活函数的分类法外，还提出了基于应用的激活函数的分类法。为此，对MNIST，CIFAR-10和CIFAR-100等分类数据集进行了各种固定和自适应激活函数的系统比较。近年来，已经出现了一个具有物理信息的机器学习框架，以解决与科学计算有关的问题。为此，我们还讨论了在物理知识的机器学习框架中使用的激活功能的各种要求。此外，使用Tensorflow，Pytorch和Jax等各种机器学习库之间进行了不同的固定和自适应激活函数进行各种比较。
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This short report reviews the current state of the research and methodology on theoretical and practical aspects of Artificial Neural Networks (ANN). It was prepared to gather state-of-the-art knowledge needed to construct complex, hypercomplex and fuzzy neural networks. The report reflects the individual interests of the authors and, by now means, cannot be treated as a comprehensive review of the ANN discipline. Considering the fast development of this field, it is currently impossible to do a detailed review of a considerable number of pages. The report is an outcome of the Project 'The Strategic Research Partnership for the mathematical aspects of complex, hypercomplex and fuzzy neural networks' meeting at the University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Poland, organized in September 2022.
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In recent years, deep learning has infiltrated every field it has touched, reducing the need for specialist knowledge and automating the process of knowledge discovery from data. This review argues that astronomy is no different, and that we are currently in the midst of a deep learning revolution that is transforming the way we do astronomy. We trace the history of astronomical connectionism from the early days of multilayer perceptrons, through the second wave of convolutional and recurrent neural networks, to the current third wave of self-supervised and unsupervised deep learning. We then predict that we will soon enter a fourth wave of astronomical connectionism, in which finetuned versions of an all-encompassing 'foundation' model will replace expertly crafted deep learning models. We argue that such a model can only be brought about through a symbiotic relationship between astronomy and connectionism, whereby astronomy provides high quality multimodal data to train the foundation model, and in turn the foundation model is used to advance astronomical research.
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这是一门专门针对STEM学生开发的介绍性机器学习课程。我们的目标是为有兴趣的读者提供基础知识，以在自己的项目中使用机器学习，并将自己熟悉术语作为进一步阅读相关文献的基础。在这些讲义中，我们讨论受监督，无监督和强化学习。注释从没有神经网络的机器学习方法的说明开始，例如原理分析，T-SNE，聚类以及线性回归和线性分类器。我们继续介绍基本和先进的神经网络结构，例如密集的进料和常规神经网络，经常性的神经网络，受限的玻尔兹曼机器，（变性）自动编码器，生成的对抗性网络。讨论了潜在空间表示的解释性问题，并使用梦和对抗性攻击的例子。最后一部分致力于加强学习，我们在其中介绍了价值功能和政策学习的基本概念。
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FCMPY是Python中的一个开源包，用于构建和分析模糊认知地图。更具体地说，包允许1）从定性数据中导出模糊因果重量，2）模拟系统行为，3）应用机器学习算法（例如，非线性Hebbian学习，积极的Hebbian学习，遗传算法和确定性学习）调整FCM因果重量矩阵和解决分类问题，4）通过模拟假设干预来实现场景分析（即，分析什么方案）。
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深度神经网络（DNN）已被广泛使用，并在计算机视觉和自动导航领域起着重要作用。但是，这些DNN在计算上是复杂的，并且在没有其他优化和自定义的情况下，它们在资源受限平台上的部署很困难。在本手稿中，我们描述了DNN体系结构的概述，并提出了降低计算复杂性的方法，以加速培训和推理速度，以使其适合具有低计算资源的边缘计算平台。
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除了极其非线性的情况外，如果不是数十亿个参数来解决或至少要获得良好的解决方案，并且众所周知，众所周知，众所周知，并且通过深化和扩大其拓扑来实现复杂性的神经网络增加更好近似所需的非线性水平。然而，紧凑的拓扑始终优先于更深的拓扑，因为它们提供了使用较少计算单元和更少参数的优势。这种兼容性以减少的非线性的价格出现，因此有限的解决方案搜索空间。我们提出了使用自动多项式内核估计的1维多项式神经网络（1DPNN）模型，用于1维卷积神经网络（1dcnns），并且从第一层引入高度的非线性，这可以补偿深度的需要和/或宽拓扑。我们表明，这种非线性使得模型能够产生比与音频信号相关的各种分类和回归问题的常规1dcnn的计算和空间复杂性更好的结果，即使它在神经元水平上引入了更多的计算和空间复杂性。实验在三个公共数据集中进行，并证明，在解决的问题上，所提出的模型可以在更少的时间内从数据中提取比1dcnn更多的相关信息，并且存储器较少。
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小行星主带通过平均动力和世俗共振的网络越过，这在小行星和行星的基本频率之间具有相当性时发生。传统上，这些对象是通过视觉检查其共鸣论点的时间演变来识别的，它们是小行星和扰动星球的轨道元素的结合。由于在某些情况下，受这些共振影响的小行星人口是数千个的顺序，因此对于人类观察者来说，这已成为一项纳税任务。最近的作品使用卷积神经网络（CNN）模型自动执行此类任务。在这项工作中，我们将此类模型的结果与一些最先进和可公开的CNN体系结构（如VGG，Inception和Resnet）进行了比较。首先使用验证集和一系列正规化技术（例如数据扩展，辍学和批处理标准）进行测试和优化此类模型的性能。然后使用三个最佳模型来预测包含数千张图像的较大测试数据库的标签。事实证明，有和没有正规化的VGG模型是预测大型数据集标签的最有效方法。由于Vera C. Rubin天文台在未来几年内可能会发现多达四百万个新的小行星，因此这些模型的使用可能会非常有价值，以识别共鸣的次要人群。
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天然气管道中的泄漏检测是石油和天然气行业的一个重要且持续的问题。这尤其重要，因为管道是运输天然气的最常见方法。这项研究旨在研究数据驱动的智能模型使用基本操作参数检测天然气管道的小泄漏的能力，然后使用现有的性能指标比较智能模型。该项目应用观察者设计技术，使用回归分类层次模型来检测天然气管道中的泄漏，其中智能模型充当回归器，并且修改后的逻辑回归模型充当分类器。该项目使用四个星期的管道数据流研究了五个智能模型（梯度提升，决策树，随机森林，支持向量机和人工神经网络）。结果表明，虽然支持向量机和人工神经网络比其他网络更好，但由于其内部复杂性和所使用的数据量，它们并未提供最佳的泄漏检测结果。随机森林和决策树模型是最敏感的，因为它们可以在大约2小时内检测到标称流量的0.1％的泄漏。所有智能模型在测试阶段中具有高可靠性，错误警报率为零。将所有智能模型泄漏检测的平均时间与文献中的实时短暂模型进行了比较。结果表明，智能模型在泄漏检测问题中的表现相对较好。该结果表明，可以与实时瞬态模型一起使用智能模型，以显着改善泄漏检测结果。
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The process of learning good features for machine learning applications can be very computationally expensive and may prove difficult in cases where little data is available. A prototypical example of this is the one-shot learning setting, in which we must correctly make predictions given only a single example of each new class.In this paper, we explore a method for learning siamese neural networks which employ a unique structure to naturally rank similarity between inputs. Once a network has been tuned, we can then capitalize on powerful discriminative features to generalize the predictive power of the network not just to new data, but to entirely new classes from unknown distributions. Using a convolutional architecture, we are able to achieve strong results which exceed those of other deep learning models with near stateof-the-art performance on one-shot classification tasks.
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规划自行车共享站的布局是一个复杂的过程，特别是在刚刚实施自行车共享系统的城市。城市规划者通常必须根据公开可用的数据并私下提供来自管理的数据，然后使用现场流行的位置分配模型。较小城市的许多城市可能难以招聘专家进行此类规划。本文提出了一种新的解决方案来简化和促进通过使用空间嵌入方法来实现这种规划的过程。仅基于来自OpenStreetMap的公开数据，以及来自欧洲34个城市的站布局，已经开发了一种使用优步H3离散全球电网系统将城市分成微区域的方法，并指示其值得放置站的区域在不同城市使用转移学习的现有系统。工作的结果是在规划驻地布局的决策中支持规划者的机制，以选择参考城市。
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本文提出了基于Pytorch的深度自动编码器模型。该算法将Pytorch的想法引入自动编码器，并随机清除具有一定概率连接到隐藏层神经元的输入权重，以实现稀疏网络的效果，这与稀疏的起点相似自动编码器。新算法有效地解决了模型过度拟合的问题，并提高了图像分类的准确性。最后，进行实验，并将实验结果与ELM，RELM，AE，SAE，DAE进行比较。
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