阿默斯特，大眾-由于從科研，空軍辦公室$ 1.95萬(wàn)美元的贈(zèng)款馬科斯Katsoulakis和呂克·雷伊-貝萊，在馬薩諸塞州阿姆赫斯特大學(xué)的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)部門的兩位教授，以及保羅·杜普伊斯，布朗大學(xué)，將在接下來(lái)的四年里開發(fā)一種新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，超越對(duì)大數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)依賴。

傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)依賴于龐大的數(shù)據(jù)緩存，算法可以篩選這些數(shù)據(jù)以“訓(xùn)練”自己完成任務(wù)，從而產(chǎn)生基于數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型。但是，如果數(shù)據(jù)很少，或者生成足夠多的數(shù)據(jù)成本高得令人望而卻步呢?一種可能的、緊急的補(bǔ)救措施——通常被稱為科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)——是將多年的科學(xué)研究中獲得的專家知識(shí)融入算法中，以開發(fā)物理原理和規(guī)則。

人們對(duì)包括醫(yī)學(xué)、工程、制造和科學(xué)在內(nèi)的各種應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)的科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)非常感興趣，但關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一是如何確保算法預(yù)測(cè)的可靠性。

這就是 Katsoulakis 和 Rey-Bellet 的用武之地，他們共同為科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)帶來(lái)了新的視角，一個(gè)專注于“分歧”的視角。“‘發(fā)散’的數(shù)學(xué)概念，”Rey-Bellet 說(shuō)，“是一種量化機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間差距的方法。”他補(bǔ)充說(shuō)，“分歧使研究人員能夠測(cè)試不同的機(jī)器學(xué)習(xí)算法并找到產(chǎn)生最佳結(jié)果的算法。”

該團(tuán)隊(duì)提出了一類新的分歧，其中涉及兩個(gè)虛構(gòu)的、相互競(jìng)爭(zhēng)的代理——“玩家”——他們互相玩“游戲”。第一個(gè)玩家提出了一種新的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，它模擬了一個(gè)真實(shí)的場(chǎng)景;如果模型的預(yù)測(cè)與可用的現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不夠匹配，則其他參與者可以拒絕該提議。游戲繼續(xù)進(jìn)行，直到玩家找到同時(shí)滿足他們的算法。但是這些玩家有一個(gè)技巧：“我們分歧中的一個(gè)關(guān)鍵的新數(shù)學(xué)特征允許玩家'了解他們的物理'，”Katsoulakis說(shuō)。“更聰明的玩家競(jìng)爭(zhēng)更有效，相互學(xué)習(xí)得更快，訓(xùn)練需要的數(shù)據(jù)更少，但仍然對(duì)學(xué)習(xí)新物理持開放態(tài)度。”