With the rise in engineered biomolecular devices, there is an increased need for tailor-made biological sequences. Often, many similar biological sequences need to be made for a specific application meaning numerous, sometimes prohibitively expensive, lab experiments are necessary for their optimization. This paper presents a transfer learning design of experiments workflow to make this development feasible. By combining a transfer learning surrogate model with Bayesian optimization, we show how the total number of experiments can be reduced by sharing information between optimization tasks. We demonstrate the reduction in the number of experiments using data from the development of DNA competitors for use in an amplification-based diagnostic assay. We use cross-validation to compare the predictive accuracy of different transfer learning models, and then compare the performance of the models for both single objective and penalized optimization tasks.


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迁移学习(Transfer Learning)是一种机器学习方法,是把一个领域(即源领域)的知识,迁移到另外一个领域(即目标领域),使得目标领域能够取得更好的学习效果。迁移学习(TL)是机器学习(ML)中的一个研究问题,着重于存储在解决一个问题时获得的知识并将其应用于另一个但相关的问题。例如,在学习识别汽车时获得的知识可以在尝试识别卡车时应用。尽管这两个领域之间的正式联系是有限的,但这一领域的研究与心理学文献关于学习转移的悠久历史有关。从实践的角度来看,为学习新任务而重用或转移先前学习的任务中的信息可能会显着提高强化学习代理的样本效率。

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