Obtaining models that capture imaging markers relevant for disease progression and treatment monitoring is challenging. Models are typically based on large amounts of data with annotated examples of known markers aiming at automating detection. High annotation effort and the limitation to a vocabulary of known markers limit the power of such approaches. Here, we perform unsupervised learning to identify anomalies in imaging data as candidates for markers. We propose AnoGAN, a deep convolutional generative adversarial network to learn a manifold of normal anatomical variability, accompanying a novel anomaly scoring scheme based on the mapping from image space to a latent space. Applied to new data, the model labels anomalies, and scores image patches indicating their fit into the learned distribution. Results on optical coherence tomography images of the retina demonstrate that the approach correctly identifies anomalous images, such as images containing retinal fluid or hyperreflective foci.
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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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Large language models (LLMs) have been shown to be able to perform new tasks based on a few demonstrations or natural language instructions. While these capabilities have led to widespread adoption, most LLMs are developed by resource-rich organizations and are frequently kept from the public. As a step towards democratizing this powerful technology, we present BLOOM, a 176B-parameter open-access language model designed and built thanks to a collaboration of hundreds of researchers. BLOOM is a decoder-only Transformer language model that was trained on the ROOTS corpus, a dataset comprising hundreds of sources in 46 natural and 13 programming languages (59 in total). We find that BLOOM achieves competitive performance on a wide variety of benchmarks, with stronger results after undergoing multitask prompted finetuning. To facilitate future research and applications using LLMs, we publicly release our models and code under the Responsible AI License.
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估计越野环境中的地形横穿性需要关于机器人和这些地形之间复杂相互作用动态的推理。但是,建立准确的物理模型,或创建有益的标签来以有监督的方式学习模型是有挑战性的。我们提出了一种方法,该方法通过将外部感受性的环境信息与本体感受性的地形相互作用反馈相结合,以自我监督的方式将遍历性成本映像结合在一起。此外,我们提出了一种将机器人速度纳入Costmap预测管道中的新型方法。我们在具有挑战性的越野地形上,在多个大型,自动的全地形车辆(ATV)上验证了我们的方法,并在单独的大型地面机器人上易于集成。我们的短尺寸导航结果表明,使用我们学到的Costmaps可以使整体航行更顺畅,并为机器人提供了对机器人与不同地形类型(例如草和砾石)之间相互作用的更细粒度的了解。我们的大规模导航试验表明,与基于占用率的导航基线相比,我们可以将干预措施的数量减少多达57%,这是在挑战400 m至3150 m不等的越野课程中。
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在神经密度估计的进展之后,近年来,已经取得了相当大的进步,该方法是基于模拟的推断(SBI)方法,能够对随机仿真模型进行柔性,黑盒,近似贝叶斯的推断。尽管已经证明神经SBI方法可以提供准确的后近似值,但建立这些结果的仿真研究仅考虑了明确指定的问题 - 即模型和数据生成过程完全重合的地方。但是,在模型错误指定的情况下,这种算法的行为很少受到关注。在这项工作中,我们提供了对神经SBI算法在存在各种模型错误指定的情况下的行为的首次全面研究。我们发现,错误指定会对性能产生深远的影响。探索了一些缓解策略,但是未经测试的方法在所有情况下都可以防止失败。我们得出的结论是,如果要依靠神经SBI算法来得出准确的科学结论,则需要新的方法来解决模型错误指定。
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多代理增强学习实验和开源培训环境通常受到限制,支撑数十个或有时甚至多达数百种相互作用的代理。在本文中,我们证明了Vogue的使用,Vogue是一个基于高性能代理的模型(ABM)框架。Vogue是一个多代理培训环境,为成千上万的互动代理提供了支持,同时通过在GPU上运行环境和增强学习(RL)代理来维持高训练吞吐量。在此规模的高性能多机构环境有可能使可靠和灵活的策略学习在复杂系统的ABM和模拟中使用。我们通过两个新开发的大型多代理培训环境展示了培训表现。此外,我们表明这些环境可以在数分钟和数小时的时间范围内训练共享的RL政策。
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将基于代理的模型(ABM)校准到数据是确保模型实现其所需目的的最基本要求之一。近年来,基于模拟的推理方法已成为强大的工具,可以在模型可能性函数棘手时执行此任务,就像ABMS一样。在ABMS的一些现实世界中,观察到的数据和ABM输出都由代理的状态及其相互作用随着时间的推移而组成。在这种情况下,一方面,渴望充分利用这种粒状数据的丰富信息内容与减少数据维度的需求以防止与高维学习任务相关的困难之间存在紧张关系另一个。一个可能的分辨率是通过使用摘要统计数据来构建较低维度的时间序列,这些汇总统计数据描述了每个时间点的宏观染色。但是,摘要统计数据的糟糕选择可能导致原始数据集中的信息丢失不可接受,从而大大降低了所得校准的质量。在这项工作中,我们建议使用时间图神经网络直接学习与粒状微型数据相关的参数后期。我们将证明,这种方法为贝叶斯推断提供了高度引人注目的感应偏见,该方法使用RAW ABM微杆菌作为输出。
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语言模型既展示了定量的改进,又展示了新的定性功能,随着规模的增加。尽管它们具有潜在的变革性影响,但这些新能力的特征却很差。为了为未来的研究提供信息,为破坏性的新模型能力做准备,并改善社会有害的效果,至关重要的是,我们必须了解目前和近乎未来的能力和语言模型的局限性。为了应对这一挑战,我们介绍了超越模仿游戏基准(Big Bench)。 Big Bench目前由204个任务组成,由132家机构的442位作者贡献。任务主题是多样的,从语言学,儿童发展,数学,常识性推理,生物学,物理学,社会偏见,软件开发等等。 Big-Bench专注于被认为超出当前语言模型的功能的任务。我们评估了OpenAI的GPT型号,Google内部密集变压器体系结构和大型基础上的开关稀疏变压器的行为,跨越了数百万到数十亿个参数。此外,一个人类专家评估者团队执行了所有任务,以提供强大的基准。研究结果包括:模型性能和校准都随规模改善,但绝对的术语(以及与评估者的性能相比);在模型类中的性能非常相似,尽管带有稀疏性。逐渐和预测的任务通常涉及大量知识或记忆成分,而在临界规模上表现出“突破性”行为的任务通常涉及多个步骤或组成部分或脆性指标;社交偏见通常会随着含糊不清的环境而随着规模而增加,但这可以通过提示来改善。
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大型语言模型已被证明可以使用少量学习来实现各种自然语言任务的出色表现,这大大减少了将模型调整到特定应用程序所需的特定任务培训示例的数量。为了进一步了解量表对少量学习的影响,我们培训了一个5400亿个参数,密集激活的变压器语言模型,我们称之为“途径”语言模型棕榈。我们使用Pathways在6144 TPU V4芯片上训练了Palm,这是一种新的ML系统,可在多个TPU POD上进行高效的训练。我们通过在数百种语言理解和产生基准的基准方面实现最先进的学习结果来证明扩展的持续好处。在这些任务中,Palm 540B实现了突破性的表现,在一系列多步推理任务上表现出色,超过了最新的最新表现,并且在最近发布的Big Benchmark上表现优于平均人类表现。大量的大型基础任务显示出与模型量表的不连续改进,这意味着当我们扩展到最大模型时,性能急剧增加。 Palm在多语言任务和源代码生成方面也具有很强的功能,我们在各种基准测试中证明了这一点。我们还提供了有关偏见和毒性的全面分析,并研究了训练数据记忆的程度,相对于模型量表。最后,我们讨论与大语言模型有关的道德考虑,并讨论潜在的缓解策略。
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自主驾驶有可能彻底改变流动性,因此是一个积极的研究领域。实际上,自动驾驶汽车的行为必须是可以接受的,即高效,安全和可解释的。尽管香草钢筋学习(RL)找到了表现的行为策略,但它们通常是不安全且无法解释的。安全性是通过安全的RL方法引入的,但是它们仍然无法解释,因为学习的行为在没有分别进行建模的情况下共同优化了安全性和性能。可解释的机器学习很少应用于RL。本文提出了SAFEDQN,它允许在仍然有效的同时使自动驾驶汽车的行为安全可解释。 SAFEDQN在算法上透明的同时,在预期风险和效用的效用之间提供了可以理解的语义权衡。我们表明,SAFEDQN为各种场景找到了可解释且安全的驾驶政策,并展示了最先进的显着性技术如何帮助评估风险和实用性。
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