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Enregistrement W4285382277 · doi:10.2196/32460

Attention-Based Models for Classifying Small Data Sets Using Community-Engaged Research Protocols: Classification System Development and Validation Pilot Study

2022· article· en· W4285382277 sur OpenAlexvenueno aff
Brian Ferrell, Sarah E. Raskin, Emily B. Zimmerman, David H. Timberline, Bridget T. McInnes, Alex H. Krist

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineHealth Professions
ThématiqueHealth Policy Implementation Science
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Center for Advancing Translational SciencesNational Institutes of HealthGeorgia Clinical and Translational Science Alliance
Mots-clésOverfittingComputer scienceArtificial intelligenceMachine learningData scienceTransfer of learningEncoderArtificial neural network

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Community-engaged research (CEnR) is a research approach in which scholars partner with community organizations or individuals with whom they share an interest in the study topic, typically with the goal of supporting that community's well-being. CEnR is well-established in numerous disciplines including the clinical and social sciences. However, universities experience challenges reporting comprehensive CEnR metrics, limiting the development of appropriate CEnR infrastructure and the advancement of relationships with communities, funders, and stakeholders. OBJECTIVE: We propose a novel approach to identifying and categorizing community-engaged studies by applying attention-based deep learning models to human participants protocols that have been submitted to the university's institutional review board (IRB). METHODS: We manually classified a sample of 280 protocols submitted to the IRB using a 3- and 6-level CEnR heuristic. We then trained an attention-based bidirectional long short-term memory unit (Bi-LSTM) on the classified protocols and compared it to transformer models such as Bidirectional Encoder Representations From Transformers (BERT), Bio + Clinical BERT, and Cross-lingual Language Model-Robustly Optimized BERT Pre-training Approach (XLM-RoBERTa). We applied the best-performing models to the full sample of unlabeled IRB protocols submitted in the years 2013-2019 (n>6000). RESULTS: Although transfer learning is superior, receiving a 0.9952 evaluation F1 score for all transformer models implemented compared to the attention-based Bi-LSTM (between 48%-80%), there were key issues with overfitting. This finding is consistent across several methodological adjustments: an augmented data set with and without cross-validation, an unaugmented data set with and without cross-validation, a 6-class CEnR spectrum, and a 3-class one. CONCLUSIONS: Transfer learning is a more viable method than the attention-based bidirectional-LSTM for differentiating small data sets characterized by the idiosyncrasies and variability of CEnR descriptions used by principal investigators in research protocols. Despite these issues involving overfitting, BERT and the other transformer models remarkably showed an understanding of our data unlike the attention-based Bi-LSTM model, promising a more realistic path toward solving this real-world application.

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

Étiquettes directes de modèles (non validées)

Étiquettes de catégorie et de devis d'étude par modèle, issues des rondes d'étiquetage. C'est une sortie machine, non validée, et le désaccord entre modèles est livré comme donnée. Aucun devis ici n'est encore validé contre MEDLINE.

BrasCatégoriesDevis d'étudeConfiance
gemmaaucune catégorie
Domaine: non disponible · Genre: Empirique
Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non
Simulation ou modélisationlow
gptaucune catégorie
Domaine: non disponible · Genre: Méthodes
Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non
Simulation ou modélisationlow
modèles en accordL'accord compare des ensembles de catégories et des devis identiques entre les bras.

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)0,019
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,033
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: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,019
Score d'incertitude au seuil0,103

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0190,033
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0030,003
Intégrité de la recherche0,0020,004
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,002

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 Opus0,978
Tête enseignante GPT0,763
Écart entre enseignants0,215 · 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

Étiqueté directement par 2 modèles lisant le dossier complet.

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

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

En bref

Citations7
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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