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Enregistrement W3101435147 · doi:10.48550/arxiv.2011.09364

Self-Gradient Networks

2020· preprint· en· W3101435147 sur OpenAlexaff
Hossein Aboutalebi, Mohammad Javad Shafiee

Notice bibliographique

RevuearXiv (Cornell University) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAdversarial Robustness in Machine Learning
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAdversarial systemComputer scienceArtificial neural networkExploitArtificial intelligenceLeverage (statistics)Deep learningDeep neural networksNetwork architectureVulnerability (computing)Machine learningComputer security

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The incredible effectiveness of adversarial attacks on fooling deep neural networks poses a tremendous hurdle in the widespread adoption of deep learning in safety and security-critical domains. While adversarial defense mechanisms have been proposed since the discovery of the adversarial vulnerability issue of deep neural networks, there is a long path to fully understand and address this issue. In this study, we hypothesize that part of the reason for the incredible effectiveness of adversarial attacks is their ability to implicitly tap into and exploit the gradient flow of a deep neural network. This innate ability to exploit gradient flow makes defending against such attacks quite challenging. Motivated by this hypothesis we argue that if a deep neural network architecture can explicitly tap into its own gradient flow during the training, it can boost its defense capability significantly. Inspired by this fact, we introduce the concept of self-gradient networks, a novel deep neural network architecture designed to be more robust against adversarial perturbations. Gradient flow information is leveraged within self-gradient networks to achieve greater perturbation stability beyond what can be achieved in the standard training process. We conduct a theoretical analysis to gain better insights into the behaviour of the proposed self-gradient networks to illustrate the efficacy of leverage this additional gradient flow information. The proposed self-gradient network architecture enables much more efficient and effective adversarial training, leading to faster convergence towards an adversarially robust solution by at least 10X. Experimental results demonstrate the effectiveness of self-gradient networks when compared with state-of-the-art adversarial learning strategies, with 10% improvement on the CIFAR10 dataset under PGD and CW adversarial perturbations.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,970
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0030,006
Intégrité de la recherche0,0000,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,052
Tête enseignante GPT0,186
Écart entre enseignants0,134 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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