Fairness- and Uncertainty-Aware Data Generation for Data-Driven Design Based on Active Learning
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The design dataset is the backbone of data-driven design. Ideally, the dataset should be fairly distributed in both shape and property spaces to efficiently explore the underlying relationship. However, the classical experimental design focuses on shape diversity and thus yields biased exploration in the property space. Recently developed methods either conduct subset selection from a large dataset or employ assumptions with severe limitations. In this paper, fairness- and uncertainty-aware data generation (FairGen) is proposed to actively detect and generate missing properties starting from a small dataset. At each iteration, its coverage module computes the data coverage to guide the selection of the target properties. The uncertainty module ensures that the generative model can make certain and thus accurate shape predictions. Integrating the two modules, Bayesian optimization determines the target properties, which are thereafter fed into the generative model to predict the associated shapes. The new designs, whose properties are analyzed by simulation, are added to the design dataset. This constructs an active learning mechanism that iteratively samples new data to improve data representativeness and machine learning model performance. An S-slot design dataset case study was implemented to demonstrate the efficiency of FairGen in auxetic structural design. Compared with grid and randomized sampling, FairGen increased the coverage score at twice the speed and significantly expanded the sampled region in the property space. As a result, the generative models trained with FairGen-generated datasets showed consistent and significant reductions in mean absolute errors.
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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 | 0,005 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
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 ».