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Enregistrement W1975730686 · doi:10.1108/ijicc-05-2014-0020

Regularized machine learning through constraint swarm and evolutionary computation applied to regression problems

2014· article· en· W1975730686 sur OpenAlexaff
Ahmad Mozaffari, Nasser L. Azad, Alireza Fathi

Notice bibliographique

RevueInternational Journal of Intelligent Computing and Cybernetics · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning and ELM
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTikhonov regularizationRegularization perspectives on support vector machinesComputer scienceMathematical optimizationRegularization (linguistics)Backus–Gilbert methodEvolutionary algorithmSwarm behaviourPenalty methodArtificial intelligenceAlgorithmMathematicsInverse problem

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Purpose – The purpose of this paper is to demonstrate the applicability of swarm and evolutionary techniques for regularized machine learning. Generally, by defining a proper penalty function, regularization laws are embedded into the structure of common least square solutions to increase the numerical stability, sparsity, accuracy and robustness of regression weights. Several regularization techniques have been proposed so far which have their own advantages and disadvantages. Several efforts have been made to find fast and accurate deterministic solvers to handle those regularization techniques. However, the proposed numerical and deterministic approaches need certain knowledge of mathematical programming, and also do not guarantee the global optimality of the obtained solution. In this research, the authors propose the use of constraint swarm and evolutionary techniques to cope with demanding requirements of regularized extreme learning machine (ELM). Design/methodology/approach – To implement the required tools for comparative numerical study, three steps are taken. The considered algorithms contain both classical and swarm and evolutionary approaches. For the classical regularization techniques, Lasso regularization, Tikhonov regularization, cascade Lasso-Tikhonov regularization, and elastic net are considered. For swarm and evolutionary-based regularization, an efficient constraint handling technique known as self-adaptive penalty function constraint handling is considered, and its algorithmic structure is modified so that it can efficiently perform the regularized learning. Several well-known metaheuristics are considered to check the generalization capability of the proposed scheme. To test the efficacy of the proposed constraint evolutionary-based regularization technique, a wide range of regression problems are used. Besides, the proposed framework is applied to a real-life identification problem, i.e. identifying the dominant factors affecting the hydrocarbon emissions of an automotive engine, for further assurance on the performance of the proposed scheme. Findings – Through extensive numerical study, it is observed that the proposed scheme can be easily used for regularized machine learning. It is indicated that by defining a proper objective function and considering an appropriate penalty function, near global optimum values of regressors can be easily obtained. The results attest the high potentials of swarm and evolutionary techniques for fast, accurate and robust regularized machine learning. Originality/value – The originality of the research paper lies behind the use of a novel constraint metaheuristic computing scheme which can be used for effective regularized optimally pruned extreme learning machine (OP-ELM). The self-adaption of the proposed method alleviates the user from the knowledge of the underlying system, and also increases the degree of the automation of OP-ELM. Besides, by using different types of metaheuristics, it is demonstrated that the proposed methodology is a general flexible scheme, and can be combined with different types of swarm and evolutionary-based optimization techniques to form a regularized machine learning approach.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,271
Écart entre enseignants0,259 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2014
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Résumé présentoui

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