Towards explicit representation of an artificial neural network model: Comparison of two artificial neural network rule extraction approaches
Notice bibliographique
Résumé
In the quest for interpretable models, two versions of a neural network rule extraction algorithm were proposed and compared. The two algorithms are called the Piece-Wise Linear Artificial Neural Network (PWL-ANN) and enhanced Piece-Wise Linear Artificial Neural Network (enhanced PWL-ANN) algorithms. The PWL-ANN algorithm is a decomposition artificial neural network (ANN) rule extraction algorithm, and the enhanced PWL-ANN algorithm improves upon the PWL-ANN algorithm and extracts multiple linear regression equations from a trained ANN model by approximating the hidden sigmoid activation functions using N-piece linear equations. In doing so, the algorithm provides interpretable models from the originally trained opaque ANN models. A detailed application case study illustrates how the generated enhanced-PWL-ANN models can provide understandable IF-THEN rules about a problem domain. Comparison of the results generated by the two versions of the PWL-ANN algorithm showed that in comparison to the PWL-ANN models, the enhanced-PWL-ANN models support improved fidelities to the originally trained ANN models. The results also showed that more concise rule sets could be generated using the enhanced-PWL-ANN algorithm. If a more simplified set of rules is desired, the enhanced-PWL-ANN algorithm can be combined with the decision tree approach. Potential application of the algorithms to domains related to petroleum engineering can help enhance understanding of the problems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».