We consider the problem of active learning for global sensitivity analysis of expensive black-box functions. Our aim is to efficiently learn the importance of different input variables, e.g., in vehicle safety experimentation, we study the impact of the thickness of various components on safety objectives. Since function evaluations are expensive, we use active learning to prioritize experimental resources where they yield the most value. We propose novel active learning acquisition functions that directly target key quantities of derivative-based global sensitivity measures (DGSMs) under Gaussian process surrogate models. We showcase the first application of active learning directly to DGSMs, and develop tractable uncertainty reduction and information gain acquisition functions for these measures. Through comprehensive evaluation on synthetic and real-world problems, our study demonstrates how these active learning acquisition strategies substantially enhance the sample efficiency of DGSM estimation, particularly with limited evaluation budgets. Our work paves the way for more efficient and accurate sensitivity analysis in various scientific and engineering applications.


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主动学习是机器学习(更普遍的说是人工智能)的一个子领域,在统计学领域也叫查询学习、最优实验设计。“学习模块”和“选择策略”是主动学习算法的2个基本且重要的模块。 主动学习是“一种学习方法,在这种方法中,学生会主动或体验性地参与学习过程,并且根据学生的参与程度,有不同程度的主动学习。” (Bonwell&Eison 1991)Bonwell&Eison(1991) 指出:“学生除了被动地听课以外,还从事其他活动。” 在高等教育研究协会(ASHE)的一份报告中,作者讨论了各种促进主动学习的方法。他们引用了一些文献,这些文献表明学生不仅要做听,还必须做更多的事情才能学习。他们必须阅读,写作,讨论并参与解决问题。此过程涉及三个学习领域,即知识,技能和态度(KSA)。这种学习行为分类法可以被认为是“学习过程的目标”。特别是,学生必须从事诸如分析,综合和评估之类的高级思维任务。
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