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利用可重复、可解释的深度学习从神经影像数据中对阿尔茨海默病进行诊断、预后和亚型分析
HAL 是一个多学科开放存取档案库，用于存放和传播科学研究文献，无论这些文献是否已出版。这些文献可能来自法国或国外的教学和研究机构，也可能来自公共或私人研究中心。
深呼吸的特征是休息有利于脑呼吸道驱动
嗅觉大脑中的呼吸锁定活性主要源自嗅觉感觉神经元的机械敏感性，以使气压从嗅球传播到大脑其余部分。有趣的是，鼻气流速率的变化导致嗅球响应的重组。通过利用自然条件下呼吸动力学的自发变化，我们研究了呼吸驱动是否随鼻气流运动而变化。我们分析了在醒来和睡眠状态下各个大脑区域中相对于呼吸信号的局部现场潜在活动。我们发现呼吸方案是特定于州的，而安静的唤醒是唯一的警惕性状态，在此期间，所有记录的结构都可以通过呼吸频率进行呼吸驱动。使用CO 2增强的空气改变与每个州相关的呼吸系统和基于呼吸周期的分析，我们证明，在安静醒来期间观察到的大而强大的大脑驱动器与呼吸模式中的深度和灵感持续时间之间的最佳权衡有关，表征了这种特定状态。这些结果首次表明呼吸状态的变化会影响皮层动力学，并且与REST相关的呼吸系统是呼吸驱动大脑的最佳选择。
深度学习所需的技能
深度学习作为无人驾驶汽车的支柱，越来越受欢迎，本文旨在为有抱负的开发人员揭开该领域的神秘面纱。作为数据科学博客马拉松的一部分，我们将探索这项技术背后的原因，并提供成为应用深度学习工程师的途径。本文不会过于技术性或正式，所以欢迎在评论部分提问。仅在印度，每年就有超过 70 万名学生毕业，其中许多人渴望从事计算机科学开发工作。深度学习是新兴领域之一，由于其在各个领域的应用，它引起了人们的极大兴趣。然而，许多学生不确定从哪里开始或如何将精力集中在这个领域。深度学习从业者经常担心被自动化取代，但请放心，人类专业知识在一段时间内仍将是必不可少的。如果你擅长数字并对尖端技术感到兴奋，那么深度学习非常适合你。本文将深入探讨深度学习的基础知识，它主要涉及模仿人类大脑行为的神经网络 (NN)。我们还将解决常见的误解，例如需要硕士学位或就读一级大学才能在该领域取得成功。实际上，主要有两个角色：深度学习研究人员和应用深度学习工程师。前者专注于开发新算法和技术，而后者则应用现有解决方案来减少人力。本文旨在为成为一名成功的应用深度学习工程师提供全面的指南，包括必要技能和技术的概述。学习机器学习不仅仅是将算法应用于数据；它是一个从识别问题并理解其要求开始的过程。一个关键步骤是分析问题并确定是否可以将传统算法用作解决方案，从而节省能源和资源。谈到深度学习，选择合适的编程语言至关重要。Python 和 R 是流行的选择，每种语言都有自己的优势和专长。先掌握一种语言将使学习另一种语言变得更容易。学习一门新编程语言的一个常见障碍是获取有助于学习过程的优质资源。建议的方法是一次专注于一种语言，掌握其库后再学习其他语言。此外，计算机科学基础知识和数据结构的知识对于使用机器学习/深度学习算法也是必要的。这包括了解软件工程技能，例如数据结构、软件开发生命周期、Github、算法（排序、搜索和优化）。虽然仅通过视频讲座学习以获得证书很诱人，但获得有助于您成为更好的开发人员的知识至关重要。此外，在处理实际项目时，客户通常需要以服务或应用程序的形式提供解决方案，而不仅仅是机器学习模型。大多数数据科学爱好者都低估了数据结构和软件工程概念的重要性，认为它们对于 AI/ML/DL 工作不那么重要。然而，这些概念对于优化代码和满足项目期限至关重要。要成功使用 SDLC，彻底理解其概念至关重要，这是我通过大学学习和 POC（概念验证）的实践经验学到的。虽然我最初在实际项目中并没有掌握这些概念，但参与几个项目有助于澄清它们。如果您熟悉这些概念但难以在实践中应用它们，请不要担心；当您成为实际项目的一部分时，您会学到东西。对于过渡到机器学习的软件工程师来说，对数学和统计概念有扎实的理解至关重要。这些概念使分析算法并根据特定需求对其进行微调成为可能。基本知识包括梯度下降、距离度量、平均值、中位数和众数，可用于训练和推理。常见挑战：大多数人都忽视了在深入学习深度学习之前学习数学概念的重要性，认为预先实现的算法可以直接应用而无需调整。然而，我发现这些概念在使用深度学习算法时至关重要（95% 的时间）；它们对于根据特定用例调整模型是必不可少的。一旦开发出机器学习解决方案，有效地呈现它就至关重要。这涉及创建非技术人员可以理解的可视化或图表，通常需要了解 Django、Flask 和 JavaScript 等 UI 技术。这些工具通过将机器学习代码与用户友好的前端集成在一起来增强开发过程。开发解决方案后，部署它需要了解 Apache 和 Wamp 等技术。鉴于项目的复杂性日益增加，尤其是在没有专门的前端和后端开发人员的小型团队或组织中，掌握这些技能是必不可少的。云计算的重要性：随着数据继续呈指数级增长，本地服务器已不再足以进行管理。据 Forbes.com 报道，采用云计算平台不仅可以简化从数据准备到模型开发的操作，还可以获得最先进的基于深度学习的解决方案。AWS 和 Azure 是专业人士的首选，Google Cloud 也值得探索。作为一名深度学习工程师，掌握这些技术至关重要 - 尽管学习其他技术也会有好处。从事云计算工作时，一个显著的挑战是同时处理多种技术。然而，对于那些有兴趣扩展技能的人来说，这绝对与深度学习工程有关。要开始使用这些技术，请使用提供的资源： - 编程语言： - 数据结构： - 机器学习数学： - 前端技术： - 云技术：本文讨论了深度学习所需的核心技能，这是机器学习的一个重要方面，涉及像人脑一样运作的复杂神经网络。深度学习使人工智能系统能够从大数据中学习和适应，做出预测并随着时间的推移改善结果。深度学习在语言处理、视觉识别、医疗保健甚至儿童发育迟缓检测方面都有广泛的应用。它对人类未来的影响是巨大的，尤其是考虑到计算能力的进步。当深度学习工程师在开发系统的平台上工作时，他们的目标是创建利用人工智能服务中类似大脑功能的程序。我们列出了 15 门最好的在线深度学习课程，供那些希望从事这一领域的人选择。学习从事深度学习职业需要奉献精神和正确的心态。许多深度学习工程师都具有共同的特质，例如团队合作能力和分析能力，这使得来自不同背景的人都能取得成功。深度学习的基本先决条件包括编程专业知识，尤其是 Python 或 R 等语言，因为它们具有灵活性和功能。统计学能力也至关重要，尤其是在数据科学和人工智能应用中，专注于数据可视化和理解数据之间的复杂关系。此外，扎实的微积分理解对于掌握机器学习算法是必要的，从而能够创建准确表示数据的模型。概率在微调深度学习模型进行预测和分析方面起着重要作用，使其成为一项必备技能。数据科学也至关重要，涉及数据分析和操作以创建深度学习模型和算法。从历史上看，获取深度学习的教育资源是一项挑战，尤其是对于那些无法使用图书馆或传统交通工具的人来说。然而，互联网已经发生了重大发展，为个人提供了从世界任何地方学习深度学习的机会，而行业本身在创造这些机会方面发挥了重要作用。通过实践项目和研究学习深度学习- 机器学习的数学： - 前端技术： - 云技术： 本文讨论了深度学习所需的核心技能，深度学习是机器学习的一个重要方面，涉及像人脑一样运作的复杂神经网络。深度学习使人工智能系统能够从大数据中学习和适应，做出预测并随着时间的推移改善结果。深度学习在语言处理、视觉识别、医疗保健甚至儿童发育迟缓检测方面都有广泛的应用。它对人类未来的影响是巨大的，尤其是考虑到计算能力的进步。当深度学习工程师在开发系统的平台上工作时，他们的目标是创建利用人工智能服务中类似大脑功能的程序。我们列出了 15 门最好的在线深度学习课程，供那些想要从事这一领域的人选择。学习从事深度学习职业需要奉献精神和正确的心态。许多深度学习工程师都具有共同的特质，例如团队合作技能和分析能力，这使得来自不同背景的个人都能取得成功。深度学习的基本先决条件包括编程专业知识，尤其是 Python 或 R 等语言，因为它们具有灵活性和功能。熟练掌握统计学也很重要，尤其是在数据科学和人工智能应用中，专注于数据可视化和理解数据之间的复杂关系。此外，扎实的微积分理解对于掌握机器学习算法也是必要的，从而能够创建准确表示数据的模型。概率在微调深度学习模型进行预测和分析方面起着重要作用，因此它是一项必备技能。数据科学也至关重要，它涉及数据分析和操作以创建深度学习模型和算法。从历史上看，获取深度学习的教育资源是一项挑战，尤其是对于那些无法使用图书馆或传统交通工具的人来说。然而，互联网已经发生了巨大的发展，为个人提供了从世界任何地方学习深度学习的机会，而行业本身在创造这些机会方面发挥了重要作用。通过实践项目和研究学习深度学习- 机器学习的数学： - 前端技术： - 云技术： 本文讨论了深度学习所需的核心技能，深度学习是机器学习的一个重要方面，涉及像人脑一样运作的复杂神经网络。深度学习使人工智能系统能够从大数据中学习和适应，做出预测并随着时间的推移改善结果。深度学习在语言处理、视觉识别、医疗保健甚至儿童发育迟缓检测方面都有广泛的应用。它对人类未来的影响是巨大的，尤其是考虑到计算能力的进步。当深度学习工程师在开发系统的平台上工作时，他们的目标是创建利用人工智能服务中类似大脑功能的程序。我们列出了 15 门最好的在线深度学习课程，供那些想要从事这一领域的人选择。学习从事深度学习职业需要奉献精神和正确的心态。许多深度学习工程师都具有共同的特质，例如团队合作技能和分析能力，这使得来自不同背景的个人都能取得成功。深度学习的基本先决条件包括编程专业知识，尤其是 Python 或 R 等语言，因为它们具有灵活性和功能。熟练掌握统计学也很重要，尤其是在数据科学和人工智能应用中，专注于数据可视化和理解数据之间的复杂关系。此外，扎实的微积分理解对于掌握机器学习算法也是必要的，从而能够创建准确表示数据的模型。概率在微调深度学习模型进行预测和分析方面起着重要作用，因此它是一项必备技能。数据科学也至关重要，它涉及数据分析和操作以创建深度学习模型和算法。从历史上看，获取深度学习的教育资源是一项挑战，尤其是对于那些无法使用图书馆或传统交通工具的人来说。然而，互联网已经发生了巨大的发展，为个人提供了从世界任何地方学习深度学习的机会，而行业本身在创造这些机会方面发挥了重要作用。通过实践项目和研究学习深度学习尤其是考虑到计算能力的进步。当深度学习工程师在开发系统的平台上工作时，他们的目标是创建利用人工智能服务中类似大脑功能的程序。我们列出了 15 门最好的在线深度学习课程，供那些希望从事这一领域的人学习。学习从事深度学习职业需要奉献精神和正确的心态。许多深度学习工程师都具有共同的特质，例如团队合作能力和分析能力，这使得来自不同背景的个人都能取得成功。深度学习的基本先决条件包括编程专业知识，特别是 Python 或 R 等语言，因为它们具有灵活性和功能。统计学的熟练程度也很重要，特别是在数据科学和人工智能应用中，专注于数据可视化和理解数据之间的复杂关系。此外，对微积分的扎实理解对于掌握机器学习算法是必要的，从而能够创建准确表示数据的模型。概率在微调深度学习模型进行预测和分析方面起着重要作用，使其成为一项必备技能。数据科学也至关重要，涉及数据分析和操作以创建深度学习模型和算法。从历史上看，获取深度学习的教育资源是一项挑战，尤其是对于那些无法使用图书馆或传统交通工具的人来说。然而，互联网已经发生了巨大的发展，为个人提供了在世界任何地方学习深度学习的机会，而行业本身在创造这些机会方面发挥了重要作用。通过实践项目和研究学习深度学习尤其是考虑到计算能力的进步。当深度学习工程师在开发系统的平台上工作时，他们的目标是创建利用人工智能服务中类似大脑功能的程序。我们列出了 15 门最好的在线深度学习课程，供那些希望从事这一领域的人学习。学习从事深度学习职业需要奉献精神和正确的心态。许多深度学习工程师都具有共同的特质，例如团队合作能力和分析能力，这使得来自不同背景的个人都能取得成功。深度学习的基本先决条件包括编程专业知识，特别是 Python 或 R 等语言，因为它们具有灵活性和功能。统计学的熟练程度也很重要，特别是在数据科学和人工智能应用中，专注于数据可视化和理解数据之间的复杂关系。此外，对微积分的扎实理解对于掌握机器学习算法是必要的，从而能够创建准确表示数据的模型。概率在微调深度学习模型进行预测和分析方面起着重要作用，使其成为一项必备技能。数据科学也至关重要，涉及数据分析和操作以创建深度学习模型和算法。从历史上看，获取深度学习的教育资源是一项挑战，尤其是对于那些无法使用图书馆或传统交通工具的人来说。然而，互联网已经发生了巨大的发展，为个人提供了在世界任何地方学习深度学习的机会，而行业本身在创造这些机会方面发挥了重要作用。通过实践项目和研究学习深度学习涉及数据分析和操作以创建深度学习模型和算法。从历史上看，获取深度学习的教育资源是一项挑战，尤其是对于那些无法使用图书馆或传统交通工具的人来说。然而，互联网已经发生了巨大的发展，为个人提供了从世界任何地方学习深度学习的机会，而行业本身在创造这些机会方面发挥了重要作用。通过实践项目和研究学习深度学习涉及数据分析和操作以创建深度学习模型和算法。从历史上看，获取深度学习的教育资源是一项挑战，尤其是对于那些无法使用图书馆或传统交通工具的人来说。然而，互联网已经发生了巨大的发展，为个人提供了从世界任何地方学习深度学习的机会，而行业本身在创造这些机会方面发挥了重要作用。通过实践项目和研究学习深度学习
利用健康人群变异性进行深度学习无监督脑 FDG PET 异常检测
无监督异常检测是一种常用的神经成像数据分析方法，因为它可以从未标记的数据中识别出各种异常。它依赖于重建特定于受试者的健康外观模型，受试者的图像可以与该模型进行比较以检测异常。在文献中，异常检测通常依赖于分析受试者的真实图像与其伪健康重建之间的残差图像。然而，这种方法有局限性，部分原因是伪健康重建不完善，并且缺乏自然阈值机制。我们提出的方法受到 Z 分数的启发，利用健康人群的变异性来克服这些限制。我们对 ADNI 数据库中的 3D FDG PET 扫描进行的实验证明了我们的方法在准确识别模拟阿尔茨海默病相关异常方面的有效性。
通过混合强化学习和优化算法增强了医疗废物管理的车辆路由
现代技术，尤其是人工智能，通过开发智能系统来优化从其一代到最终处置的最短路线，在改善医疗废物管理方面起着至关重要的作用。算法（例如Q学习和深Q网络）提高了运输和处置的效率，同时降低了环境污染的风险。在这项研究中，使用具有3吨能力的均质代理系统对人工智能算法进行培训，以优化封闭的电容车辆路由问题框架内医院之间的路线。将AI与探路技术集成在一起，尤其是混合A*-Deep Q网络方法，尽管最初的挑战，但仍导致了先进的结果。k均值聚类用于将医院分为区域，使代理可以使用深Q网络导航最短路径。分析表明，代理的能力尚未完全利用。这导致了使用Deep Q网络的分数背包动态编程应用，以最大程度地利用能力利用，同时实现最佳路线。由于用于比较算法的有效性的标准是车辆的数量和总车辆容量的利用率，因此发现具有DQN的分数背包脱颖而出，因为它需要最少的车辆数量（4），在该指标中达到0％的损失，因为它与最佳值相匹配。与其他需要5或7辆汽车的算法相比，它分别将车队尺寸降低了20％和42.86％。此外，与其他方法不同，它仅利用了车辆容量的33％至66％，它以100％的价格最大化车辆的容量利用率。但是，这种改进是以距离增加9％的成本，反映了每次旅行服务更多医院所需的较长路线。尽管取消了这种权衡，但该算法能够最大程度地减少车队的大小而充分利用车辆容量，这使其成为这些因素至关重要的情况下的最佳选择。这种方法不仅提高了性能，还提高了环境可持续性，使其成为研究中使用的所有算法中最有效，最具挑战性的解决方案。
一种小波辅助的深度学习方法，用于模拟受低频可变性影响的地下水水平
Sivarama Krishna Reddy Chidepudi，Nicolas Massei，Abderrahim Jardani，Abel Henriot，Delphine Allier等。总环境科学，2023，865，第161035页。10.1016/j.scitotenv.2022.161035。hal-03925440
Dawes评论10：深度学习对分析星系调查的影响
过去几年，现代银河调查提供的数据的数量和复杂性一直在稳步增加。新设施将很快提供成像和频谱数亿个星系。从这些大型和多模式数据集中提取一致的科学信息仍然是社区和数据驱动的方法（例如深度学习）的开放问题，它已迅速成为解决一些持久挑战的潜在强大解决方案。这种热情在使用神经网络的前所未有的出版物的指数增长中反映了这种热情，这些指数从2015年的少数作品变成了2021年在Galaxy Surveys领域的平均每周一篇论文。在提到深度学习的第一批发表的工作中，在新的大数据集（例如欧几里得和LSST）开始启动之后不久，我们相信，我们相信及时回顾这项新技术在轨道中的真正影响及其潜在的潜力，以解决新数据集群的规模和复杂性提出的关键挑战。 因此，这篇综述的目的是两个方面。 我们首先要在一个共同的文件中总结深度学习的主要应用程序，用于到目前为止出现的星系调查。 然后，我们提取了所学到的主要成就和经验教训，并突出了关键的开放问题和局限性，在我们看来，这将需要在未来几年中特别关注。 总体而言，天文学界迅速采用了最先进的深度学习方法，反映了这些方法的民主化。 分类，分割）。在新的大数据集（例如欧几里得和LSST）开始启动之后不久，我们相信，我们相信及时回顾这项新技术在轨道中的真正影响及其潜在的潜力，以解决新数据集群的规模和复杂性提出的关键挑战。因此，这篇综述的目的是两个方面。我们首先要在一个共同的文件中总结深度学习的主要应用程序，用于到目前为止出现的星系调查。然后，我们提取了所学到的主要成就和经验教训，并突出了关键的开放问题和局限性，在我们看来，这将需要在未来几年中特别关注。总体而言，天文学界迅速采用了最先进的深度学习方法，反映了这些方法的民主化。分类，分割）。本评论表明，使用深度学习的大多数作品都符合计算机视觉任务（例如这也是应用程序的领域，深度学习带来了迄今为止最重要的突破。但是，我们还报告说，应用程序变得越来越多样化，深度学习用于估计星系特性，识别异常值或限制宇宙学模型。这些作品中的大多数仍处于探索性水平，这可能部分解释了引用方面的有限影响。在进行未来调查的处理中，很可能需要解决一些共同的挑战。例如，不确定性量化，可解释性，数据标记和领域转移问题从模拟的训练中转移问题，这构成了天文学的共同实践。
微型 CT 成像和深度学习揭示蜜蜂大脑大小和对称性的自然变异
1 德国海德堡大学工程数学与计算实验室 (EMCL)、跨学科科学计算中心 (IWR)、海德堡大学，2 德国海德堡理论研究所 (HITS) 数据挖掘与不确定性量化 (DMQ)、3 澳大利亚国立大学物理研究院材料物理系，澳大利亚堪培拉，4 综合生物学中心 (CBI) 动物认知研究中心 (CRCA)； CNRS，大学 Paul Sabatier – 图卢兹三世，法国图卢兹，5 麦考瑞大学生物科学系，悉尼，澳大利亚，6 蒙彼利埃进化科学研究所，CC64，蒙彼利埃大学，蒙彼利埃，法国，7 生物校园，蒙彼利埃资源影像中心，法国国家科学研究中心，INSERM，蒙彼利埃大学，蒙彼利埃，法国，8海德堡大学计算中心 (URZ)，德国海德堡
降低了地下设施中的放射性对量子电路的影响
由于超导电路的量子相干时间已从纳秒秒增加到数百微秒，因此目前是量子信息处理的领先平台之一。但是，连贯性需要通过磁性命中率进一步改进，以减少当前误差校正方案的高度硬件开销。达到此目标的呈铰链，以降低破碎的库珀对的密度，所谓的准颗粒。在这里，我们表明环境放射性是非quilibrium准粒子的重要来源。此外，电离辐射在同一芯片上引入了谐振器中时间相关的准粒子突发，从而进一步使量子误差校正复杂化。在深层铅屏蔽的低温恒温器中运行，将准粒子的爆发速率降低了三十个，并将耗散降低到一个因子四，从而显示了减排在将来的固态量子硬件中减少辐射的重要性。
深度学习的智能服装，以对日常生活中的睡眠条件进行准确而多功能的监控
睡眠障碍很普遍，并且会影响数百万的健康和生产力。传统的睡眠监控系统是复杂的，每天使用不便。我们的研究介绍了一种智能服装，该服装集成了应变传感器阵列和深度学习，以便在舒适的环境中准确监视睡眠方式。这种耐用，伪像 - 弹性和定位 - 免费诊断E-纺织品可以以高准确性和适应性为六个健康，副健康和不健康的睡眠状态分类，从而使其比现有的可穿戴技术取得了重大进步。凭借这些独特的功能，提出的解决方案标志着睡眠医学和消费者健康方面的一步，通过提供对睡眠健康的持续不感知的监测，最终改善对睡眠障碍的理解和管理。