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用智能物联网，体重分析和机器学习彻底改变金库安全
摘要 - 尽管数字支付方法的增加，但持续使用实物货币，对存储钞票和硬币的保险库构成了安全挑战。传统的金库安全措施，包括物理障碍，时间锁，双控制系统和监视，容易受到复杂的攻击和内部威胁的影响。本文通过合并智能物联网（IoT）设备和机器学习算法来监视保险库货架上的钞票的重量，从而提出了一种新颖的方法来增强跳马安全性。通过跟踪和分析重量变化，该系统旨在检测差异和潜在盗窃。该系统采用各种机器学习模型，包括线性回归，套索回归，K-Nearest邻居（KNN），支持向量机（SVM）和随机森林，以预测基于重量和面额的钞票数量。评估表明，线性回归和LASSO回归达到了最高的精度，使其成为该应用的最有效模型。挑战，例如有限的数据，计算资源限制以及对更精致功能的需求，以及潜在的改进，例如数据增强和增强的解释性。这种方法通过整合现代技术来保护盗窃和未经授权的访问，从而在保险库安全方面取得了重大进步。
通过组稀疏聚类对混合数据进行稀疏 k 均值分类
虽然通过正则化程序进行特征选择的问题在监督学习环境中引起了极大关注，并在过去二十年中产生了大量文献，但直到很晚且相对较新的时候，它才有效地出现在无监督框架中。第一种方法是基于模型的，这些方法自然适合包括套索（L 1）和相关惩罚，并且可以引用 [1] 来了解 L 1 惩罚的 EM 程序（混合由方差相等的高斯分布组成）或 [2] 来详细回顾基于模型的高维数据聚类。在更通用的框架中，没有对底层分布做出任何假设，在 [3] 中引入了具有 L 1 惩罚的稀疏 k 均值算法，后来扩展到每个聚类内的特征选择，并通过一致性结果得到加强，[4] [5] [6]。我们还要提到，最近在 [7] 中引入了稀疏 k 均值算法对重叠变量组的推广。话虽如此，上面引用的所有方法本质上都是为数值数据设计的，而真实数据通常由数值和分类特征组成。上面的一些作者触及了分类特征的问题，提到了使用虚拟变量进行转换使其数字化的可能性。但是，这个处理步骤并不是那么直接，因为零一向量上的欧几里得距离并不特别适合与数值变量上的欧几里得距离混合。其他作者
使用机器学习技术和火花发射光谱量定量有毒金属
美国环境保护局（美国EPA）危险空气污染物（HAP）包括涉嫌或与癌症发展有关的有毒金属。用于检测和量化大气中有毒金属的传统技术不是实时的，可以阻碍来源的识别，或者受仪器成本限制。火花发射光谱是一种有前途且具有成本效益的技术，可用于实时分析有毒金属。在这里，我们开发了一种具有成本效益的火花发射光谱系统，以量化美国EPA靶向的有毒金属的浓度。具体来说，将CR，Cu，Ni和Pb溶液稀释并沉积在火花发射系统的接地电极上。最低绝对收缩和选择算子（LASSO）被优化并使用，以检测来自火花生成的等离子体排放的有用特征。优化的模型能够检测原子发射线以及其他功能，以构建回归模型，该模型可预测观察到的光谱中有毒金属的浓度。使用检测到的特征估算了检测的极限（LOD），并与传统的单特征方法进行了比较。lasso能够检测输入频谱中的高度敏感特征。但是，对于某些有毒的金属，单功能的LOD略优胜于套索。低成本仪器与高级机器学习技术用于数据分析的组合可以为数据驱动的解决方案铺平道路，以实现昂贵的测量。
课程结构 M.Tech.(ECE)
第 2 单元监督机器学习回归（线性回归、岭回归、回归树、非线性回归、贝叶斯线性回归、多项式回归、套索回归、梯度下降）分类（随机森林、决策树、逻辑回归、朴素贝叶斯分类器、多类分类）最大似然估计、正则化/ MAP、软/硬边距 SVM、SVM 对偶组件 2 第 3 单元无监督机器学习聚类（K 均值聚类（软/硬）、KNN（k 最近邻）、层次聚类、异常检测、神经网络、主成分分析、独立成分分析、先验算法、后验算法、奇异值分解）关联（隐马尔可夫模型、高斯混合模型、高斯混合模型-通用背景模型、联合因子分析、i-向量、i-向量/PLDA 方法）第 4 单元强化机器学习 强化学习概述、学习任务、Q 学习、非确定性 Q 学习、时间差分学习、RL-General 公式、多臂赌博机、马尔可夫决策过程和深度强化学习 6. 教科书和参考文献： 1. 《模式识别与机器学习》，Bishop 编著，Springer，2006 年。 2. 《机器学习：概率视角》，Kevin P. Murphy 编著，麻省理工学院出版社，2012 年 3. 《统计学习要素》，第二版，Hastie、Tibshirani 和 Friedman 编著，Springer-Verlag，
基于 fNIRS 的大脑与弹性网络特征选择
摘要：基于功能性近红外光谱的脑机接口 (fNIRS-based BCI) 越来越受到关注。然而，由于固有的血流动力学延迟，我们实际上只能获得大量的 fNIRS 数据。因此，在使用机器学习技术时，可能会遇到由于高维特征向量而导致的问题，例如分类准确率下降。在本研究中，我们采用了一种基于弹性网络的特征选择，这是嵌入式方法之一，并通过分析结果证明了其实用性。使用从 18 名参与者获得的 fNIRS 数据集对心算和空闲状态引起的大脑激活进行分类，我们在改变参数 α（套索权重与岭正则化）的同时进行特征选择后计算了分类准确率。对于 α = 0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2 和 0.5 的各个值，分类准确率的平均值分别为 80.0 ± 9.4%、79.3 ± 9.6%、79.0 ± 9.2%、79.7 ± 10.1%、77.6 ± 10.3%、79.2 ± 8.9% 和 80.0 ± 7.8%，与使用所有特征估计的分类准确率的平均值（80.1 ± 9.5%）在统计上没有差异。因此，对于所有考虑的参数 α 值，分类准确率没有差异。特别是对于 α = 0.5，即使使用总特征的 16.4% 的特征，我们也能实现统计上相同的分类准确率水平。由于基于弹性网络的特征选择可以轻松应用于其他情况，而无需复杂的初始化和参数微调，我们可以期待看到基于弹性的特征选择可以积极应用于 fNIRS 数据。
在具有LEAP的临床前癌模型中预测基因的本质和药物反应：自动编码器和
临床前扰动筛选，其中在疾病模型上系统地测试了遗传，化学或环境扰动的影响，由于其规模和因果性质，对机器学习增强的药物发现具有巨大的希望。预测模型可以根据分子特征来推断以前未经测试的疾病模型的扰动反应。这些在计算机标签中可以扩展数据库并指导实验优先级。但是，对扰动特异性效应进行建模并在各种生物环境中产生健壮的预测性能仍然难以捉摸。我们介绍了LEAP（自动编码器和预测变量的分层集合），这是一个新颖的集合框架，可改善稳健性和概括。LEAP利用多个Damae（数据增强蒙版的自动编码器）表示和套索回归器。通过结合从不同随机初始化中学到的多种基因表达表示模型，在预测未见细胞系，组织和疾病模型中基因本质或药物反应方面始终胜过最先进的方法。值得注意的是，我们的结果表明，结合表示模型而不是仅预测模型会产生出色的预测性能。超出其性能增长，LEAP在计算上是有效的，需要最小的高参数调整，因此很容易将其纳入药物发现管道中，以优先考虑有希望的目标并支持生物标志物驱动的分层。这项工作中使用的代码和数据集可公开使用。
Larry E. Jennings，Jr。
认知能力的差异源于潜在神经结构的细微差异。从大脑网络中的差异中理解和预测认知中的个体变异性需要利用不同的神经影像模式捕获的独特差异。在这里，我们采用了一种多级机器学习方法，结合了人类连接组项目（n = 1050）的扩散，功能和结构性MRI数据，以提供各种认知能力的单一预测模型：全球认知功能，流畅的智力，结晶智力，脉冲，脉冲，脉冲，脉冲，空间方向性，言语上的记忆和持续性记忆和持续性记忆。对每个认知评分的样本外预测首先是使用单个神经成像方式上的稀疏性主体成分回归产生的。然后将这些个体预测汇总并提交给套索估计器，该估计量消除了跨通道的冗余可变性。相对于最佳的单一模态预示，这项堆叠的词典导致了准确性的显着提高（在解释的方差中约为1％至超过3％的提升），这是大多数测试的认知能力。进一步的分析发现，扩散和脑表面证券对预测能力的贡献最大。我们的发现建立了一个下限，以使用多种神经影像学测量来预测认知的个体差异，包括结构和功能，量化不同成像模态的相对预测能力，并揭示每种方式如何提供有关认知功能中个人差异的独特和表达信息。
化学科学-RSC出版
候选生物合成基因簇（BGC）的数量远远超过了迄今为止在结构上表征（目前约80个结构）的套管肽的数量。12 - 14与许多天然产品的BGC一样，培养天然生产者细胞可能会具有挑战性。此外，缺乏相关的生物学理解，可以防止BGC在本机生产者中的转录激活。在拉索肽生物合成中，前体肽A（固定铅肽和核心肽的征为）是由蛋白酶B首先处理的，该蛋白酶b裂解了领位肽的裂解。在来自静脉细菌和坚果类似物的某些拉索肽的生物合成中，蛋白酶B是一种包含蛋白B1的酶复合物（RIPP前体肽识别元件的例子，RRE RRE）14,15和蛋白B2。a r型肽肽的裂解，所谓的“核心肽”是由环酶C酶催化的N末端大分子环形成的底物，从而产生成熟的宽松肽产物（图。1b）。尽管B/C蛋白采用的精确催化机制仍然没有表征，但有报道表明它们表现出一定程度的底物滥交。16 - 22这为使用基因工程方法提供了有效产生套索肽衍生物的机会。也就是说，只要可以通过下游加工B/C蛋白来耐受核心肽的氨基酸残基。在与本地生产者的BGC合作时回顾上述问题，毫不奇怪，这样的
卡方和p值与机器学习功能选择
相反，应使用卡方检验和p值来确保真正的关联，而不是依靠套索和RF方法。5-7因此，它们的结果可能有所不同。机器学习中的特征选择可能无法提供真正的关联，原因有几个原因。一个主要问题是过度插入，其中模型，尤其是复杂的模型，捕获噪声而不是训练数据中的真正基础模式。此外，机器学习算法通常会鉴于特征与目标变量之间的相关性，但是这些相关性可能并不意味着因果关系。这种区别至关重要，因为相关并不意味着一个变量会导致另一个变量。另一个挑战是特征选择方法固有的偏差和差异。这些方法可能对使用的特定数据敏感，从而导致偏见或高变化的恢复，这些偏差并不能很好地推广到新数据。此外，不同的算法具有不同的优势和劣势。例如，拉索可能会收缩一些系数为零，可能缺少重要的重要特征，而RF由于其固有的结构而可能会过度强调某些特征。卡方检验和p值是统计方法，可在目标和特征之间提供真正关联。卡方检验和p值测量特征与目标变量之间关联的统计意义，有助于将真实关联与随机噪声区分开。这些方法基于假设检验，提供了一个框架，以测试观察到的关联是否可能是由于偶然的原因。另外，统计方法可以控制混杂变量，以确保确定的关联不是虚假的。最后，统计测试的结果通常可重现，可以在不同数据集中验证。
利用人工神经网络提高内洛尔牛肉嫩度的基因组预测准确性
摘要 本研究的目的是比较人工神经网络 (ANN) 与贝叶斯岭回归、贝叶斯套索、贝叶斯 A、贝叶斯 B 和贝叶斯 Cπ 在估计内洛尔牛肉嫩度的基因组育种值方面的预测性能。使用 Illumina Bovine HD Bead Chip（HD，来自 90 个样本的 777K）和 GeneSeek Genomic Profiler（GGP Indicus HD，来自 485 个样本的 77K）对动物进行基因分型。对每个芯片应用基因型的质量控制，包括去除位于非常染色体上的 SNP，其次要等位基因频率 <5%、与 HWE 的偏差（p < 10 –6）以及连锁不平衡 >0.8。使用 FImpute 程序进行基因型估算。基于谱系的分析表明，肉质嫩度具有中等遗传性（0.35），这表明可以通过直接选择来改善肉质嫩度。贝叶斯回归模型的预测准确度非常相似，加性效应和显性效应分别从 0.20（贝叶斯 A）到 0.22（贝叶斯 B）和 0.14（贝叶斯 Cπ）到 0.19（贝叶斯 A）不等。ANN 对遗传价值的基因组预测准确度最高（0.33）。尽管人们认识到深度神经网络可以提供更准确的预测，但在我们的研究中，具有一个隐藏层、105 个神经元和整流线性单元 (ReLU) 激活函数的 ANN 足以提高对肉质嫩度遗传价值的预测。这些结果表明，具有相对简单架构的 ANN 可以为 Nellore 牛肉质嫩度提供卓越的基因组预测。