Ensemble of deep learning language models to support the creation of living systematic reviews for the COVID-19 literature
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The COVID-19 pandemic has led to an unprecedented amount of scientific publications, growing at a pace never seen before. Multiple living systematic reviews have been developed to assist professionals with up-to-date and trustworthy health information, but it is increasingly challenging for systematic reviewers to keep up with the evidence in electronic databases. We aimed to investigate deep learning-based machine learning algorithms to classify COVID-19-related publications to help scale up the epidemiological curation process. METHODS: In this retrospective study, five different pre-trained deep learning-based language models were fine-tuned on a dataset of 6365 publications manually classified into two classes, three subclasses, and 22 sub-subclasses relevant for epidemiological triage purposes. In a k-fold cross-validation setting, each standalone model was assessed on a classification task and compared against an ensemble, which takes the standalone model predictions as input and uses different strategies to infer the optimal article class. A ranking task was also considered, in which the model outputs a ranked list of sub-subclasses associated with the article. RESULTS: The ensemble model significantly outperformed the standalone classifiers, achieving a F1-score of 89.2 at the class level of the classification task. The difference between the standalone and ensemble models increases at the sub-subclass level, where the ensemble reaches a micro F1-score of 70% against 67% for the best-performing standalone model. For the ranking task, the ensemble obtained the highest recall@3, with a performance of 89%. Using an unanimity voting rule, the ensemble can provide predictions with higher confidence on a subset of the data, achieving detection of original papers with a F1-score up to 97% on a subset of 80% of the collection instead of 93% on the whole dataset. CONCLUSION: This study shows the potential of using deep learning language models to perform triage of COVID-19 references efficiently and support epidemiological curation and review. The ensemble consistently and significantly outperforms any standalone model. Fine-tuning the voting strategy thresholds is an interesting alternative to annotate a subset with higher predictive confidence.
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 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 | 0,022 | 0,058 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,004 |
| Bibliométrie | 0,006 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| 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 ».