Bayesian active learning relies on the precise quantification of predictive uncertainty to explore unknown function landscapes. While Gaussian process surrogates are the standard for such tasks, an underappreciated fact is that their posterior variance depends on the observed outputs only through the hyperparameters, rendering exploration largely insensitive to the actual measurements. We propose to inject observation-dependent feedback by warping the input space with a learned, monotone reparameterization. This mechanism allows the design policy to expand or compress regions of the input space in response to observed variability, thereby shaping the behavior of variance-based acquisition functions. We demonstrate that while such warps can be trained via marginal likelihood, a novel self-supervised objective yields substantially better performance. Our approach improves sample efficiency across a range of active learning benchmarks, particularly in regimes where non-stationarity challenges traditional methods.


翻译:贝叶斯主动学习依赖于预测不确定性的精确量化以探索未知函数空间。虽然高斯过程代理模型是此类任务的标准方法,但一个未被充分认识的事实是:其后验方差仅通过超参数依赖于观测输出,导致探索过程对实际测量值基本不敏感。我们提出通过学习单调重参数化对输入空间进行扭曲,从而注入观测依赖的反馈机制。该机制允许设计策略根据观测到的变异性扩展或压缩输入空间的特定区域,从而重塑基于方差的获取函数的行为特征。我们证明,虽然此类扭曲可通过边际似然进行训练,但新颖的自监督目标函数能显著提升性能。我们的方法在一系列主动学习基准测试中提高了样本效率,特别是在非平稳性挑战传统方法的场景下表现尤为突出。

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主动学习是机器学习(更普遍的说是人工智能)的一个子领域,在统计学领域也叫查询学习、最优实验设计。“学习模块”和“选择策略”是主动学习算法的2个基本且重要的模块。 主动学习是“一种学习方法,在这种方法中,学生会主动或体验性地参与学习过程,并且根据学生的参与程度,有不同程度的主动学习。” (Bonwell&Eison 1991)Bonwell&Eison(1991) 指出:“学生除了被动地听课以外,还从事其他活动。” 在高等教育研究协会(ASHE)的一份报告中,作者讨论了各种促进主动学习的方法。他们引用了一些文献,这些文献表明学生不仅要做听,还必须做更多的事情才能学习。他们必须阅读,写作,讨论并参与解决问题。此过程涉及三个学习领域,即知识,技能和态度(KSA)。这种学习行为分类法可以被认为是“学习过程的目标”。特别是,学生必须从事诸如分析,综合和评估之类的高级思维任务。
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