Human cognition has a ``large-scale first'' cognitive mechanism, therefore possesses adaptive multi-granularity description capabilities. This results in computational characteristics such as efficiency, robustness, and interpretability. Although most existing artificial intelligence learning methods have certain multi-granularity features, they do not fully align with the ``large-scale first'' cognitive mechanism. Multi-granularity granular-ball computing is an important model method developed in recent years. This method can use granular-balls of different sizes to adaptively represent and cover the sample space, and perform learning based on granular-balls. Since the number of coarse-grained "granular-ball" is smaller than the number of sample points, granular-ball computing is more efficient; the coarse-grained characteristics of granular-balls are less likely to be affected by fine-grained sample points, making them more robust; the multi-granularity structure of granular-balls can produce topological structures and coarse-grained descriptions, providing natural interpretability. Granular-ball computing has now been effectively extended to various fields of artificial intelligence, developing theoretical methods such as granular-ball classifiers, granular-ball clustering methods, granular-ball neural networks, granular-ball rough sets, and granular-ball evolutionary computation, significantly improving the efficiency, noise robustness, and interpretability of existing methods. It has good innovation, practicality, and development potential. This article provides a systematic introduction to these methods and analyzes the main problems currently faced by granular-ball computing, discussing both the primary applicable scenarios for granular-ball computing and offering references and suggestions for future researchers to improve this theory.


翻译:人类认知具有“先大后小”的认知机制,因此具备自适应多粒度描述能力,从而表现出高效、鲁棒和可解释的计算特性。尽管现有人工智能学习方法大多具备一定多粒度特征,但尚未完全契合“先大后小”的认知机制。多粒度颗粒球计算是近年来发展的重要模型方法,该方法可利用不同大小的颗粒球自适应地表示和覆盖样本空间,并基于颗粒球进行学习。由于粗粒度“颗粒球”数量少于样本点数,颗粒球计算更为高效;颗粒球的粗粒度特性使其不易受细粒度样本点影响,因而更具鲁棒性;颗粒球的多粒度结构可生成拓扑结构和粗粒度描述,提供天然的可解释性。目前,颗粒球计算已有效扩展到人工智能的多个领域,发展了颗粒球分类器、颗粒球聚类方法、颗粒球神经网络、颗粒球粗糙集和颗粒球进化计算等理论方法,显著提升了现有方法的效率、噪声鲁棒性和可解释性,具有良好的创新性、实用性和发展潜力。本文系统介绍了这些方法,分析了当前颗粒球计算面临的主要问题,探讨了颗粒球计算的主要适用场景,并为未来研究者改进该理论提供了参考与建议。

0
下载
关闭预览

相关内容

自然语言处理顶会NAACL2022最佳论文出炉!
专知会员服务
43+阅读 · 2022年6月30日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2021年3月29日
Adaptive Synthetic Characters for Military Training
Arxiv
50+阅读 · 2021年1月6日
Arxiv
20+阅读 · 2018年10月25日
VIP会员
最新内容
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
8+阅读 · 6月14日
《无人水面艇文献综述与结构设计》135页
专知会员服务
12+阅读 · 6月13日
乌克兰战场背后的新武器
专知会员服务
8+阅读 · 6月12日
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
13+阅读 · 6月12日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员