本文通过分析每月降雨数据和应用机器学习算法,包括Logistic回归,K-Collect邻居,决策树,随机林和支持向量机,对印度喀拉拉邦的洪水预测模型提供洪水预测模型。虽然这些模型在特定年份的洪水发生的高精度预测中,但它们没有定量和定性地解释预测决定。本文展示了如何学习背景特征,这有助于预测决定,进一步扩展以解释可解释的人工智能模块的开发。所获得的结果证实了解释器模块在喀拉拉邦历史洪水月降雨数据上揭示的研究结果的有效性。
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洪水是大自然最灾难性的灾难之一,对人类生活,农业,基础设施和社会经济系统造成了不可逆转和巨大的破坏。已经进行了几项有关洪水灾难管理和洪水预测系统的研究。实时对洪水的发作和进展的准确预测是具有挑战性的。为了估计大面积的水位和速度,有必要将数据与计算要求的洪水传播模型相结合。本文旨在减少这种自然灾害的极端风险,并通过使用不同的机器学习模型为洪水提供预测来促进政策建议。这项研究将使用二进制逻辑回归,K-Nearest邻居(KNN),支持向量分类器(SVC)和决策树分类器来提供准确的预测。通过结果,将进行比较分析,以了解哪种模型具有更好的准确性。
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本文研究了与可解释的AI(XAI)实践有关的两个不同但相关的问题。机器学习(ML)在金融服务中越来越重要,例如预批准,信用承销,投资以及各种前端和后端活动。机器学习可以自动检测培训数据中的非线性和相互作用,从而促进更快,更准确的信用决策。但是,机器学习模型是不透明的,难以解释,这是建立可靠技术所需的关键要素。该研究比较了各种机器学习模型,包括单个分类器(逻辑回归,决策树,LDA,QDA),异质集合(Adaboost,随机森林)和顺序神经网络。结果表明,整体分类器和神经网络的表现优于表现。此外,使用基于美国P2P贷款平台Lending Club提供的开放式访问数据集评估了两种先进的事后不可解释能力 - 石灰和外形来评估基于ML的信用评分模型。对于这项研究,我们还使用机器学习算法来开发新的投资模型,并探索可以最大化盈利能力同时最大程度地降低风险的投资组合策略。
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机器学习和人工智能可广泛用于诊断慢性疾病,以便可以在关键时间内进行必要的预防治疗。糖尿病是由几种机器学习算法容易诊断的主要疾病之一。早期诊断至关重要,以防止危险后果。在本文中,我们对多种机器学习算法的比较分析了。随机森林,决策树,人工神经网络,K最近邻居,支持向量机和XGBoost以及使用Shav的特征归因,以确定预测从Sylhet医院收集的数据集上的糖尿病的最重要特征。根据所获得的实验结果,随机森林算法表现优于所有其他算法,在该特定数据集中的精度为99%。
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人工智能(AI)使机器能够从人类经验中学习,适应新的输入,并执行人类的人类任务。 AI正在迅速发展,从过程自动化到认知增强任务和智能流程/数据分析的方式转换业务方式。然而,人类用户的主要挑战是理解和适当地信任AI算法和方法的结果。在本文中,为了解决这一挑战,我们研究并分析了最近在解释的人工智能(XAI)方法和工具中所做的最新工作。我们介绍了一种新颖的XAI进程,便于生产可解释的模型,同时保持高水平的学习性能。我们提出了一种基于互动的证据方法,以帮助人类用户理解和信任启用AI的算法创建的结果和输出。我们在银行域中采用典型方案进行分析客户交易。我们开发数字仪表板以促进与算法的互动结果,并讨论如何提出的XAI方法如何显着提高数据科学家对理解启用AI的算法结果的置信度。
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围绕深度学习算法的长期挑战是解开和了解它们如何做出决定。可解释的人工智能(XAI)提供了方法,以解释算法的内部功能及其决策背后的原因,这些方式以人类用户的解释和可理解的方式提供了解释。 。到目前为止,已经开发了许多XAI方法,并且对这些策略进行比较分析似乎是为了辨别它们与临床预测模型的相关性。为此,我们首先实施了两个使用结构化表格和时间序列生理数据的创伤性脑损伤(TBI)(TBI)的预测模型。使用六种不同的解释技术来描述本地和全球水平的预测模型。然后,我们对每种策略的优点和缺点进行了批判性分析,突出了对使用这些方法感兴趣的研究人员的影响。根据几种XAI特征,例如可理解性,忠诚度和稳定性,将实施的方法相互比较。我们的发现表明,Shap是最稳定的,其保真度最高,但缺乏可理解性。另一方面,锚是最可理解的方法,但仅适用于表格数据而不是时间序列数据。
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人工智能(AI)模型的黑框性质不允许用户理解和有时信任该模型创建的输出。在AI应用程序中,不仅结果,而且结果的决策路径至关重要,此类Black-Box AI模型还不够。可解释的人工智能(XAI)解决了此问题,并定义了用户可解释的一组AI模型。最近,有几种XAI模型是通过在医疗保健,军事,能源,金融和工业领域等各个应用领域的黑盒模型缺乏可解释性和解释性来解决有关的问题。尽管XAI的概念最近引起了广泛关注,但它与物联网域的集成尚未完全定义。在本文中,我们在物联网域范围内使用XAI模型对最近的研究进行了深入和系统的综述。我们根据其方法和应用领域对研究进行分类。此外,我们旨在专注于具有挑战性的问题和开放问题,并为未来的方向指导开发人员和研究人员进行未来的未来调查。
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Landslides在人为全球变暖时代的人类生活和财产的常规发生和令人震惊的威胁。利用数据驱动方法早日预测利用数据驱动方法是时间的要求。在这项研究中,我们探讨了最能描述Landslide易感性与最先进的机器学习方法的雄辩功能。在我们的研究中,我们采用了最先进的机器学习算法,包括XGBoost,LR,KNN,SVM,Adaboost用于滑坡敏感性预测。要查找每个单独分类器的最佳超级参数以优化性能,我们已纳入网格搜索方法,交叉验证10倍。在这种情况下,XGBoost的优化版本优先于所有其他分类器,交叉验证加权F1得分为94.62%。其次是通过合并Treeshap并识别斜坡,高度,TWI等雄辩的特征来探索XGBoost分类器,这些特征在于,XGBoost分类器的性能大多是Landuse,NDVI,SPI等功能,这对模型性能较小。 。根据Treeshap的特征说明,我们选择了15个最重要的滑坡因果因素。显然,XGBoost的优化版本随着特征减少40%,在具有十字架的流行评估度量方面表现优于所有其他分类器。 - 在培训和AUC分数的加权F1得分为95.01%,AUC得分为97%。
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可说明的人工智能(XAI)被确定为使用机器学习(ML)模型进行预测时确定功能的重要性的可行方法。在这项研究中,我们创建了将个人健康信息(例如,他们的药物历史和合并症)作为输入的模型,并预测个体将具有急性冠状动脉综合征(ACS)不利结果的可能性。使用Xai,我们量化了特定药物对这些ACS预测的贡献,从而产生了基于XAI的药物检测技术,使用ACS作为检测的不利结果的示例。鉴定了1993年至2009年在1993年至2009年期间提供的65岁以上的人(解剖治疗化学(ATC)级别M)或心血管系统(ATC类C)药物,以及其药物历史,组合和其他关键特征来自联系的西澳大利亚数据集。培训多种ML模型以预测这些个体如果这些个体具有ACS相关的不利结果(即,用于ACS的放电诊断的死亡或住院),并且使用各种ML和XAI技术来计算哪种特征 - 特别是哪种药物 - 导致这些预测。发现ROFecoxib和Celecoxib的药物分配特征对ACS相关的不利结果预测(平均)的贡献大于零效果,并且发现ACS相关的不利结果可以预测72%的准确度。此外,发现Xai库石灰和Shap成功识别重要和不重要的功能,具有略微优于石灰的形状。 ML培训的ML模型与XAI算法串联的连接行政健康数据集可以成功地量化特征重要性,并且随着进一步的开发,可能被用作药物检测技术。
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人工智能(AI)和机器学习(ML)在网络安全挑战中的应用已在行业和学术界的吸引力,部分原因是对关键系统(例如云基础架构和政府机构)的广泛恶意软件攻击。入侵检测系统(IDS)使用某些形式的AI,由于能够以高预测准确性处理大量数据,因此获得了广泛的采用。这些系统托管在组织网络安全操作中心(CSOC)中,作为一种防御工具,可监视和检测恶意网络流,否则会影响机密性,完整性和可用性(CIA)。 CSOC分析师依靠这些系统来决定检测到的威胁。但是,使用深度学习(DL)技术设计的IDS通常被视为黑匣子模型,并且没有为其预测提供理由。这为CSOC分析师造成了障碍,因为他们无法根据模型的预测改善决策。解决此问题的一种解决方案是设计可解释的ID(X-IDS)。这项调查回顾了可解释的AI(XAI)的最先进的ID,目前的挑战,并讨论了这些挑战如何涉及X-ID的设计。特别是,我们全面讨论了黑匣子和白盒方法。我们还在这些方法之间的性能和产生解释的能力方面提出了权衡。此外,我们提出了一种通用体系结构,该建筑认为人类在循环中,该架构可以用作设计X-ID时的指南。研究建议是从三个关键观点提出的:需要定义ID的解释性,需要为各种利益相关者量身定制的解释以及设计指标来评估解释的需求。
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即使有效,模型的使用也必须伴随着转换数据的各个级别的理解(上游和下游)。因此,需求增加以定义单个数据与算法可以根据其分析可以做出的选择(例如,一种产品或一种促销报价的建议,或代表风险的保险费率)。模型用户必须确保模型不会区分,并且也可以解释其结果。本文介绍了模型解释的重要性,并解决了模型透明度的概念。在保险环境中,它专门说明了如何使用某些工具来强制执行当今可以利用机器学习的精算模型的控制。在一个简单的汽车保险中损失频率估计的示例中,我们展示了一些解释性方法的兴趣,以适应目标受众的解释。
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机器学习的进步(ML)引起了人们对这项技术支持决策的浓厚兴趣。尽管复杂的ML模型提供的预测通常比传统工具的预测更准确,但这种模型通常隐藏了用户预测背后的推理,这可能导致采用和缺乏洞察力。在这种张力的激励下,研究提出了可解释的人工智能(XAI)技术,这些技术发现了ML发现的模式。尽管ML和XAI都有很高的希望,但几乎没有经验证据表明传统企业的好处。为此,我们分析了220,185家能源零售商的客户的数据,预测具有多达86%正确性的交叉购买(AUC),并表明XAI方法的Shap提供了为实际买家提供的解释。我们进一步概述了信息系统,XAI和关系营销中的研究的影响。
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这项研究通过对三种不同类型的模型进行基准评估来调查机器学习模型对产生反事实解释的影响:决策树(完全透明,可解释的,白色盒子模型),随机森林(一种半解释,灰色盒模型)和神经网络(完全不透明的黑盒模型)。我们在五个不同数据集(Compas,成人,德国,德语,糖尿病和乳腺癌)中使用四种算法(DICE,WatchERCF,原型和GrowingSpheresCF)测试了反事实生成过程。我们的发现表明:(1)不同的机器学习模型对反事实解释的产生没有影响; (2)基于接近性损失函数的唯一算法是不可行的,不会提供有意义的解释; (3)在不保证反事实生成过程中的合理性的情况下,人们无法获得有意义的评估结果。如果对当前的最新指标进行评估,则不考虑其内部机制中不合理的算法将导致偏见和不可靠的结论; (4)强烈建议对定性分析(以及定量分析),以确保对反事实解释和偏见的潜在识别进行强有力的分析。
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与经典的统计学习方法相比,机器和深度学习生存模型表现出相似甚至改进事件的预测能力,但太复杂了,无法被人类解释。有几种模型不合时宜的解释可以克服这个问题。但是,没有一个直接解释生存函数预测。在本文中,我们介绍了Survhap(t),这是第一个允许解释生存黑盒模型的解释。它基于Shapley添加性解释,其理论基础稳定,并在机器学习从业人员中广泛采用。拟议的方法旨在增强精确诊断和支持领域的专家做出决策。关于合成和医学数据的实验证实,survhap(t)可以检测具有时间依赖性效果的变量,并且其聚集是对变量对预测的重要性的决定因素,而不是存活。 survhap(t)是模型不可屈服的,可以应用于具有功能输出的所有型号。我们在http://github.com/mi2datalab/survshap中提供了python中时间相关解释的可访问实现。
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最近,在以结果为导向的预测过程监测(OOPPM)的领域进行了转变,以使用可解释的人工智能范式中的模型,但是评估仍然主要是通过基于绩效的指标来进行的,而不是考虑到启示性和缺乏可行性。解释。在本文中,我们通过解释的解释性(通过广泛使用的XAI属性和功能复杂性)和解释性模型的忠诚(通过单调性和分歧的水平)来定义解释性。沿事件,情况和控制流透视图分析了引入的属性,这些视角是基于过程的分析的典型代表。这允许定量比较,除其他外,固有地创建了用事后解释(例如Shapley值)(例如Shapley值)的固有创建的解释(例如逻辑回归系数)。此外,本文通过洞悉如何在OOPPM中典型的OOPPM中典型的变化预处理,模型的复杂性和事后解释性技术来撰写基于事件日志和手头的任务的准则,以根据事件日志规范和手头的任务选择适当的模型,以根据事件日志规范和手头任务选择适当的模型。影响模型的解释性。为此,我们在13个现实生活事件日志上基准了七个分类器。
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机器学习已成为包括运动在内的多个领域的工程设计和决策的组成部分。深度神经网络(DNNS)一直是预测职业体育赛事结果的最新方法。但是,除了对这些体育活动成果进行高度准确的预测外,还必须回答诸如“为什么模型预测A团队会赢得与B队的比赛?”之类的问题? DNN本质上是本质上的黑框。因此,需要为模型在运动中的预测提供高质量的可解释的解释性解释。本文探讨了两步可解释的人工智能(XAI)方法,以预测巴西排球联盟(Superliga)中比赛的结果。在第一阶段,我们直接使用可解释的基于规则的ML模型,这些模型可以根据布尔规则列的生成(BRCG;提取简单和 - 或分类规则)和逻辑回归(logReg;允许估算)对模型的行为进行全局理解。功能重要性得分)。在第二阶段,我们构建了非线性模型,例如支持向量机(SVM)和深神经网络(DNN),以在排球比赛的结果上获得预测性能。我们使用ProtoDash为每个数据实例构建了“事后”解释,该方法在训练数据集中找到原型,与测试实例最相似,而Shap是一种估计每个功能在模型预测中的贡献的方法。我们使用忠诚度量标准评估了摇摆的解释。我们的结果证明了对模型预测的解释的有效性。
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尽管有无数的同伴审查的论文,证明了新颖的人工智能(AI)基于大流行期间的Covid-19挑战的解决方案,但很少有临床影响。人工智能在Covid-19大流行期间的影响因缺乏模型透明度而受到极大的限制。这种系统审查考察了在大流行期间使用可解释的人工智能(Xai)以及如何使用它可以克服现实世界成功的障碍。我们发现,Xai的成功使用可以提高模型性能,灌输信任在最终用户,并提供影响用户决策所需的值。我们将读者介绍给常见的XAI技术,其实用程序以及其应用程序的具体例子。 XAI结果的评估还讨论了最大化AI的临床决策支持系统的价值的重要步骤。我们说明了Xai的古典,现代和潜在的未来趋势,以阐明新颖的XAI技术的演变。最后,我们在最近出版物支持的实验设计过程中提供了建议的清单。潜在解决方案的具体示例也解决了AI解决方案期间的共同挑战。我们希望本次审查可以作为提高未来基于AI的解决方案的临床影响的指导。
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图像垃圾邮件威胁检测一直是互联网惊人扩展的流行研究领域。这项研究提出了一个可解释的框架,用于使用卷积神经网络(CNN)算法和可解释的人工智能(XAI)算法检测垃圾邮件图像。在这项工作中,我们使用CNN模型分别对图像垃圾邮件进行了分类,而hoc XAI方法包括局部可解释的模型不可思议的解释(Lime)和Shapley添加说明(SHAP),以提供有关黑手盒CNN的决定的解释关于垃圾邮件图像检测的模型。我们在6636图像数据集上训练,然后评估拟议方法的性能,包括垃圾邮件图像和从三个不同的公开电子邮件Corpora收集的垃圾邮件图像和正常图像。实验结果表明,根据不同的性能指标,提出的框架实现了令人满意的检测结果,而独立模型的XAI算法可以为不同模型的决策提供解释,以比较未来的研究。
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This paper proposes a novel approach to explain the predictions made by data-driven methods. Since such predictions rely heavily on the data used for training, explanations that convey information about how the training data affects the predictions are useful. The paper proposes a novel approach to quantify how different data-clusters of the training data affect a prediction. The quantification is based on Shapley values, a concept which originates from coalitional game theory, developed to fairly distribute the payout among a set of cooperating players. A player's Shapley value is a measure of that player's contribution. Shapley values are often used to quantify feature importance, ie. how features affect a prediction. This paper extends this to cluster importance, letting clusters of the training data act as players in a game where the predictions are the payouts. The novel methodology proposed in this paper lets us explore and investigate how different clusters of the training data affect the predictions made by any black-box model, allowing new aspects of the reasoning and inner workings of a prediction model to be conveyed to the users. The methodology is fundamentally different from existing explanation methods, providing insight which would not be available otherwise, and should complement existing explanation methods, including explanations based on feature importance.
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自2015年首次介绍以来,深入增强学习(DRL)方案的使用已大大增加。尽管在许多不同的应用中使用了使用,但他们仍然存在缺乏可解释性的问题。面包缺乏对研究人员和公众使用DRL解决方案的使用。为了解决这个问题,已经出现了可解释的人工智能(XAI)领域。这是各种不同的方法,它们希望打开DRL黑框,范围从使用可解释的符号决策树到诸如Shapley值之类的数值方法。这篇评论研究了使用哪些方法以及使用了哪些应用程序。这样做是为了确定哪些模型最适合每个应用程序,或者是否未充分利用方法。
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