Machine learning techniques are steadily becoming more important in modern biology, and are used to build predictive models, discover patterns, and investigate biological problems. However, models trained on one dataset are often not generalizable to other datasets from different cohorts or laboratories, due to differences in the statistical properties of these datasets. These could stem from technical differences, such as the measurement technique used, or from relevant biological differences between the populations studied. Domain adaptation, a type of transfer learning, can alleviate this problem by aligning the statistical distributions of features and samples among different datasets so that similar models can be applied across them. However, a majority of state-of-the-art domain adaptation methods are designed to work with large-scale data, mostly text and images, while biological datasets often suffer from small sample sizes, and possess complexities such as heterogeneity of the feature space. This Review aims to synthetically discuss domain adaptation methods in the context of small-scale and highly heterogeneous biological data. We describe the benefits and challenges of domain adaptation in biological research and critically discuss some of its objectives, strengths, and weaknesses through key representative methodologies. We argue for the incorporation of domain adaptation techniques to the computational biologist's toolkit, with further development of customized approaches.


翻译:机器学习技术在现代生物学中日益重要,被用于构建预测模型、发现模式以及研究生物学问题。然而,由于不同数据集统计特性的差异,在一个数据集上训练的模型通常难以推广到来自不同队列或实验室的其他数据集。这些差异可能源于技术性因素(如所使用的测量技术),也可能源于所研究群体间相关的生物学差异。领域自适应作为迁移学习的一种,可以通过对齐不同数据集间特征与样本的统计分布来缓解这一问题,从而使相似的模型能够跨数据集应用。然而,大多数前沿的领域自适应方法是为大规模数据(主要是文本和图像)设计的,而生物数据集往往样本量较小,且具有特征空间异质性等复杂性。本综述旨在综合探讨小规模、高度异质性生物数据背景下的领域自适应方法。我们阐述了领域自适应在生物学研究中的优势与挑战,并通过关键代表性方法,批判性地讨论了其若干目标、优势与局限。我们主张将领域自适应技术纳入计算生物学家的工具箱,并进一步开发定制化的方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

数据集,又称为资料集、数据集合或资料集合,是一种由数据所组成的集合。
Data set(或dataset)是一个数据的集合,通常以表格形式出现。每一列代表一个特定变量。每一行都对应于某一成员的数据集的问题。它列出的价值观为每一个变量,如身高和体重的一个物体或价值的随机数。每个数值被称为数据资料。对应于行数,该数据集的数据可能包括一个或多个成员。
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年7月8日
Arxiv
0+阅读 · 2024年7月6日
VIP会员
最新内容
2026“人工智能+”行业发展蓝皮书(附下载)
专知会员服务
4+阅读 · 今天12:11
《强化学习数学基础》
专知会员服务
2+阅读 · 今天12:07
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
《无人机革命:来自俄乌战场的启示》(报告)
专知会员服务
7+阅读 · 今天6:48
《实现联合作战能力所需的技术》58页报告
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:30
以色列运用人工智能优化空袭警报系统
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:20
以色列在多条战线部署AI智能体
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:12
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员