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Enregistrement W4388469715 · doi:10.1109/tse.2023.3327575

Identifying the Hazard Boundary of ML-Enabled Autonomous Systems Using Cooperative Coevolutionary Search

2023· article· en· W4388469715 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueIEEE Transactions on Software Engineering · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueSoftware Reliability and Analysis Research
Établissements canadiensUniversity of Ottawa
Organismes subventionnairesAlliance de recherche numérique du CanadaNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMitacsCanada Research Chairs
Mots-clésComputer scienceBoundary (topology)HazardContext (archaeology)Component (thermodynamics)Genetic algorithmArtificial intelligenceMetaheuristicMachine learningAlgorithmMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In Machine Learning (ML)-enabled autonomous systems (MLASs), it is essential to identify the <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">hazard boundary</i> of ML Components (MLCs) in the MLAS under analysis. Given that such boundary captures the conditions in terms of MLC behavior and system context that can lead to hazards, it can then be used to, for example, build a safety monitor that can take any predefined fallback mechanisms at runtime when reaching the hazard boundary. However, determining such <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">hazard boundary</i> for an ML component is challenging. This is due to the problem space combining system contexts (i.e., scenarios) and MLC behaviors (i.e., inputs and outputs) being far too large for exhaustive exploration and even to handle using conventional metaheuristics, such as genetic algorithms. Additionally, the high computational cost of simulations required to determine any MLAS safety violations makes the problem even more challenging. Furthermore, it is unrealistic to consider a region in the problem space deterministically safe or unsafe due to the uncontrollable parameters in simulations and the non-linear behaviors of ML models (e.g., deep neural networks) in the MLAS under analysis. To address the challenges, we propose MLCSHE (ML Component Safety Hazard Envelope), a novel method based on a Cooperative Co-Evolutionary Algorithm (CCEA), which aims to tackle a high-dimensional problem by decomposing it into two lower-dimensional search subproblems. Moreover, we take a <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">probabilistic</i> view of safe and unsafe regions and define a novel fitness function to measure the distance from the probabilistic hazard boundary and thus drive the search effectively. We evaluate the effectiveness and efficiency of MLCSHE on a complex Autonomous Vehicle (AV) case study. Our evaluation results show that MLCSHE is significantly more effective and efficient compared to a standard genetic algorithm and random search.

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.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,913
Score d'incertitude au seuil0,685

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,003
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,039
Tête enseignante GPT0,285
Écart entre enseignants0,246 · 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