Intelligence relies on an agent's knowledge of what it does not know. This capability can be assessed based on the quality of \textit{joint} predictions of labels across multiple inputs. Conventional neural networks lack this capability and, since most research has focused on marginal predictions, this shortcoming has been largely overlooked. We introduce the \textit{epistemic neural network} (ENN) as an interface for models that represent uncertainty as required to generate useful joint predictions. While prior approaches to uncertainty modeling such as Bayesian neural networks can be expressed as ENNs, this new interface facilitates comparison of joint predictions and the design of novel architectures and algorithms. In particular, we introduce the \textit{epinet}: an architecture that can supplement any conventional neural network, including large pretrained models, and can be trained with modest incremental computation to estimate uncertainty. With an epinet, conventional neural networks outperform very large ensembles, consisting of hundreds or more particles, with orders of magnitude less computation. We demonstrate this efficacy across synthetic data, ImageNet, and some reinforcement learning tasks. As part of this effort we open-source experiment code.


翻译:这种能力可以基于对多种投入的标签的预测质量来评估。常规神经网络缺乏这种能力,而且由于大多数研究都集中在边缘预测上,这一缺陷在很大程度上被忽视。我们引入了Textit{epistemic 神经网络(ENN)作为模型的界面,这些模型代表了必要的不确定性,以产生有用的联合预测。虽然以前对诸如Bayesian神经网络等不确定模型采用的方法可以以ENNS表示,但这一新界面有助于比较联合预测和新建筑和算法的设计。特别是,我们引入了\textit{epinet}:一个能够补充任何常规神经网络的架构,包括大型预先训练模型,并且可以进行微量的增量计算来估计不确定性。如果有一个由数百个或更多的粒子组成的顶部、以更小的量级计算为单位的大型神经网络,我们则可以展示这种在合成数据、图像网络和一些强化学习源方面的功效。作为这一尝试的一部分。作为这一尝试的一部分。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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