当前,对于湍流中被流体所携带微粒的统计和几何学性质的研究存在重大挑战。尽管过去30年来在理论、数值模拟和实验方面做出了卓越的努力,但目前仍然缺乏能够真实再现湍流微粒轨迹统计和拓扑特性的模型。本研究提出了一种基于最新扩散模型(diffusion model)的机器学习方法,可以生成三维高雷诺数湍流中单个微粒轨迹,从而绕过直接数值模拟或实验获取可靠拉格朗日数据的需求。 论文信息: 本文作者来自罗马大学等机构,发表于2024年4月的《自然机器智能》(Nature Machine Intelligence)期刊。 研究方法: (a) 研究流程 该研究首先利用直接数值模拟(DNS)生成三维纳维-斯托克斯方程组的高雷诺数湍流场,并追踪大量(327,680条)拉格朗日微粒轨迹,构建高质量的训练数据集。然后...

该研究提出了一种在线学习方法,用于高效构建能够准确模拟复杂系统的代理模型。该方法主要包括三个关键组成部分: 采样策略,用于生成新的训练和测试数据; 学习策略,用于根据训练数据生成候选代理模型; 验证指标,用于评估候选代理模型在测试数据上的有效性。 文中作者使用径向基函数(RBF)插值作为代理模型的响应面。该在线方法旨在确保代理模型包含响应面的所有局部极值点(包括端点),并采用连续验证和更新机制,当代理模型的性能低于有效性阈值时会重新训练。 作者的主要创新点是: 提出了一种优化器驱动的采样策略,可以确保训练数据包含响应面的所有局部极值点,从而保证了长期代理模型的有效性。 设计了一种自动化的在线学习工作流程,包括显式的验证和更新机制,以生成对未来所有数据都有效的代理模型。 研究过程: a) 验证...

当今,大型语言模型(LLM)在多个领域展现出专家级的表现,这引发了人们对其内在推理过程的浓厚兴趣。理解LLM是如何产生这些惊人的结果,对于未来人工智能代理的发展和确保其与人类价值观相一致都具有重要意义。然而,现有LLM的架构使得解释其内在过程颇为困难。因此,研究人员开始借鉴心理学研究中常用的方法来探索LLM的推理模式,产生了”机器心理学”这一新兴研究领域。 本文作者 本论文的作者来自不同机构: - Guilherme F.C.F. Almeida,Insper教育与研究学院,巴西 - José Luiz Nunes,天主教里约大学信息学系,巴西; FGV里约法学院,巴西 - Neele Engelmann,波鸿鲁尔大学,德国;人机中心,马克斯·普朗克人类发展研究所,德国 - Alex Wie...

引言: 当前,预训练语言模型(PLM)在自然语言处理领域获得了广泛应用,但它们存在继承并放大训练语料中的社会偏见的问题。社会偏见可能导致PLM在现实应用中产生不可预测的风险,如自动求职筛选系统会由于性别偏见而将需要逻辑能力的工作(如医生、程序员等)倾向于分配给男性,将需要照顾能力的工作(如护士、保姆等)分配给女性;医疗系统则可能存在种族偏见,计算显示在相同风险水平下,黑人病人比白人病人更”虚弱”。因此,消除PLM编码中的社会偏见成为一个富有意义且具有挑战性的研究领域。 论文来源: 该论文发表于2024年的权威期刊《人工智能》(Artificial Intelligence)第332期,第作者为李颖吉,第二作者为Mengnan Du,其余作者分别来自吉林大学计算机科学与技术学院、新泽西理工学院...

在非凸模型和异质数据环境下解决去中心化SGD问题的一种通用的动量范式 研究背景介绍 近年来,随着物联网和边缘计算的兴起,分布式机器学习得到了迅猛发展,尤其是去中心化训练范式。然而,在实际场景中,非凸目标函数和数据异质性成为制约分布式训练效率与性能的两大瓶颈问题。 非凸优化目标函数广泛存在于深度学习模型中,它们可能存在多个局部最优解,从而导致模型精度下降、训练过程不稳定等问题。同时,在分布式环境下,参与计算的各节点持有的数据分布存在差异(即异质性),此种数据偏差会给收敛性和泛化性能带来不利影响,成为另一个亟待解决的挑战。 文章来源 本文发表于著名期刊《人工智能》(Artificial Intelligence)2024年第332期,作者来自上海电力大学计算机科学与技术学院。 研究工作 3.1 ...

引言 人工智能系统对常识知识的缺乏一直是制约该领域发展的主要瓶颈之一。尽管在近年来通过神经语言模型和常识知识图谱获得了长足进展,但”概念化”这一人类智慧的关键组成部分却未能很好地在人工智能系统中体现。人类通过将具体事物或情境概念化为抽象概念并基于此进行推理,来获取和理解世界上无穷无尽的实体和情景。然而,有限的知识图谱无法涵盖现实世界中种类繁多的实体和情景,更不用说对它们之间的关系和推论了。 本项研究深入探讨了概念化在常识推理中的作用,并构建了一个框架来模拟人类的概念归纳过程:从现有的情景常识知识图谱中汲取有关抽象概念的事件知识,以及更高层次的关于这些抽象概念的三元组或推理。该框架首先对常识知识图谱ATOMIC中的事件实例进行概念识别和概念化,利用语言模型和启发式规则生成表示抽象概念的抽象事件...

背景介绍: 事件抽取是自然语言处理领域的一个热门任务,旨在从给定文本中识别出事件触发词及其相关论元。该任务通常分为事件检测(提取事件触发词)和论元抽取两个子任务。传统的pipeline方法是分开执行这两个子任务,但存在错误传递的问题。近年来,joint模型兴起,能够将两个子任务统一起来学习,避免错误传递,但仍然忽视了论元多路复用(argument multiplexing)问题。 论文简介: 本文提出了一种基于多重图(multigraph)表示的事件抽取框架。多重图允许两个节点之间存在多条并行边,能够很好地表示事件的语义结构,并解决论元多路复用问题。基于该框架,作者设计了一种端到端的多重图事件提取模型(MGREE),可以同时提取事件触发词、相关论元及其语义角色。 研究机构及作者: 本项研究由...

一种处理开放世界新奇事物的神经符号认知架构框架 论文背景 传统的人工智能研究假设智能体工作在”封闭世界”中,即环境中所有与任务相关的概念都是已知的,而不会出现新的未知情况。然而,在开放的真实世界中,总会出现违背智能体先验知识的新奇事物。本文提出一种新颖的混合神经符号推理架构,赋予智能体检测和适应新奇事物的能力,从而能在开放世界中完成任务。 新奇事物的定义 本文将新奇事物视为一种智能体相关的概念。如果智能体无法从其知识库中推导出某一事物的表征,那么该事物对于该智能体而言就是新奇的。根据新奇事物对智能体完成任务的影响程度,文中将新奇事物分为以下几种类型: 禁止性新奇事物:智能体必须表征并推理这种新奇事物,才能够生成能完成任务的计划。 阻塞性新奇事物:会导致智能体执行器执行失败。 有益新奇事物:掌...

基于移动网络学习时空动态以适应开放世界事件 研究背景 现代社会的出行服务(Mobility-as-a-Service,MaaS)体系由多种交通方式(如公共交通、网约车、共享单车等)无缝集成而成。为实现MaaS平稚运营,对多模态移动网络的时空动态建模是必不可少的。然而,现有方法要么隐式地处理不同交通方式之间的相互作用,要么假设这种交互作用是不变的。更有甚者,当发生开放世界事件(如节假日、恶劣天气、疫情等)时,人群的集体移动行为将发生显著偏离常态的情况,这使得该建模任务更加具有挑战性。 论文来源 本文由伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校地理与地理信息科学系的Zhaonan Wang、东京大学空间信息科学中心的Renhe Jiang、Xuan Song、Ryosuke Shibasaki,以及新南威...

人工智能领域一直以来都存在着一个”弱监督学习”的问题,即在训练数据中,只有部分标记是可观测的,而其余的标记则是未知的。多实例学习(Multiple Instance Learning,简称MIL)就是解决这一问题的一种范式。在MIL中,训练数据被分组为若干”袋”(bag),每个袋包含多个实例(instance)。我们只能观测到每个袋的标记,而无法获知每个实例的具体标记。MIL的目标是基于袋的标记,预测新袋及其包含实例的标记。 MIL范式在诸多科学领域得到了广泛应用,尤其在医学影像领域表现卓著。此文关注的是一个实际的医学问题——颅内出血(ICH)检测。在这一问题中,一个CT扫描被视为一个袋,而扫描的每个切片则是一个实例。如果至少有一个切片显示出血证据,那么整个扫描就被标记为阳性(患病);否则为...