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신호 흐름 그래프 이해
SFGs는 시스템 엔지니어링의 핵심 요소인 시스템 설계의 핵심 요소인 구조로, 선형 시스템의 변수와 관계의 관계를 나타내는 그래프적인 방법을 제공합니다. 먼저, 아날로그 컴퓨터에서 Claude Shannon에 의해 도입된 후, SAMuel J. Mason이 제어 이론을 위한 제어 이론을 위한 설계한 후, SFGs는 시스템 변수와 지시된 지점을 나타내는 노드로 구성되며, 이 시스템은 기존의 통신 방식과 같은 시스템의 변화에 따라 달라집니다. 각 지점은 분기의 증가, 즉, 분기의 변화, 그리고 기존의 통신 방식의 변화에 대한 의향을 측정하는 방식의 핵심 요소입니다.
공학의 현대 기계 학습
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공학의 핵심 기계 학습 Paradigms
- Supervised Learning 재료 속성 예측 또는 결함 검출과 같은 회귀 및 분류 작업을 위해.
- Unsupervised Learning 센서 데이터의 분석 및 분석
- Reinforcement Learning 로봇 및 에너지 관리에 최적의 제어 정책을 위한 것입니다.
- Transfer Learning 을 적용하여 제한된 데이터로 새로운 엔지니어링 도메인에 사전 훈련된 모델을 적용할 수 있습니다.
갭을 밝히기 : 신호 흐름 그래프 및 기계 학습
SFG 이론과 현대 ML의 융합은 단순히 학문적 아닙니다; 그것은 디자인, 분석, 및 벌레잡기 신경망을 위한 실제적인 공구를 제안합니다. 신호 교류 그래프에 신경 네트워크를 지도해서, 엔지니어는 통제 이론의 십년간을 레버리지 수 있고 체계 동적인 체계는 더 나은 기온변화도 교류, 안정성 및 융해를 이해하기 위하여.
신호 교류 그래프로 신경 네트워크
SFG는 네트워크의 네트워크에 대한 액세스를 제한하는 데 필요한 모든 것을 제공합니다. 네트워크의 네트워크는 네트워크의 네트워크의 네트워크의 네트워크의 네트워크의 구성 요소에 대한 액세스를 제한하는 것을 의미합니다. 네트워크의 네트워크의 네트워크의 구성 요소는 네트워크의 전송 기능을 비교할 수 있지만 네트워크의 네트워크의 골격 그래프는 SFG의 구조와 정확히 동일한 인터페이스를 유지하고 있습니다. 네트워크의 네트워크의 네트워크의 전송 기능을 비교할 수 있는 엔지니어는 네트워크의 전송 기능을 (리니트화하는 경우) 또는 Mason의 사이클링을 사용하여 신호의 전파를 분석할 수 있습니다. 복잡한 네트워크의 네트워크의 네트워크의 네트워크의 네트워크의 네트워크의 네트워크의 상호 작용을 정의할 수 있습니다.
SFG 이론의 분석적 인 통찰력
- Node 안정성: 네트워크의 선형 대폭의 eigenvalues 분석함으로써 엔지니어는 멸균 또는 폭발 윤활제를 예측할 수 있습니다.
- Path sensitivities: 출력의 이득은 Mason의 루프 규칙을 사용하여 개별 경로에서 기여로 간주 될 수 있습니다.
- Loop 분석: 재전망 네트워크의 피드백 루프는 희생 메모리 용량 없이 안정성을 유지하기 위해 루프 이득을 조정하여 최적화 될 수 있습니다.
모형 Interpretability 강화
SFGs를 ML로 가져가는 가장 적합한 이유 중 하나는 해석성입니다. 전통적인 블랙 박스 모델은 입력 기능에 대한 작은 통찰력을 제공합니다. 분기 이익으로 훈련 된 무게를 치료함으로써, 선명한 신호 경로는 최종 출력에 어떤 입력 신경에서 가장 강력한 신호를 추적 할 수 있습니다. 예를 들어, 예측 유지 보수를 위해 훈련 된 모델에서 SFG 시각화는 실패 예측 신호가 표시되는 센서가 강조 표시 할 수 있습니다. 이 지침은 [F] [F] [F]] [F]] [F]] [F] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F] []]] []] [] [F] [[[[[[[[[[[[[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[[[[
사례 연구: SFG-Inspired Machine Learning in Practice
자율주행차 통제
자체 구동 자동차에서, 인식 및 제어 파이프라인은 여러 신경 네트워크 처리 카메라, LiDAR 및 레이더 데이터를 포함한다. 각 하위 시스템은 SFG로 대표 될 수 있으며, 센서 입력에서 스티어링 명령으로 전체 신호 경로를 시뮬레이션 할 수 있습니다. 제어 피드백에서 루프 이득을 분석함으로써 개발자는 oscillation-prone 영역과 재훈련 네트워크를 감지하여 응답을 원활하게 할 수 있습니다. 이 하이브리드 접근은 여러 연구 그룹에 의해 채택되었습니다 ([[[[[[0]]]]]][[[0]]]]]]]][[[0]]]]]]]][[[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]
힘 격자 결함 탐지
SFG는 기존의 데이터 분석에 대한 분석과 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석, 분석
제조에 대한 예측 유지
공장 설정에서, 재전류 신경망 (RNNs)에 근거를 둔 조건 모니터링 모델은 기계장치의 나머지 유용한 생활을 예측합니다. RNN을 순환 SFG로 맵핑함으로써 엔지니어는 장기적인 의존성을 수행하는 지배적 인 피드백 루프를 추출 할 수 있습니다. 루프 이득이 너무 높으면 모델은 불안정하고 출력 erratic 예측이 될 수 있습니다. 그 루프 ( [[FLT:]][FLT]]] [FLT:]][FLT]]][FLT]]]] [FLT]]]] [FLT]]]]] [FLT]]]]] [FLT]]]]]]]] [FLT]]]]]]] [FLT]]] [[FLT]]]]]] [[[[[FLT]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[F]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]
미래 관점: Hybrid Analytical-Empirical 방법
엔지니어링의 미래는 기계 학습의 데이터 중심의 전력과 고전 시스템 이론의 관문을 결합하는 것입니다. 신호 흐름 그래프는 SFG 토폴로지와 같은 공통 언어를 제공합니다. 우리는 이미 ] 물리 입력형 신경 네트워크 SFG 토폴로지와 차별화된 방정식을 구현하여 모델의 보존법에 대한 이해를 보장합니다. 또한 graph] neural Network]는 SFG 토폴로지와 같은 구조적 인 네트워크와 같은 구조적 인 네트워크의 상호 작용을 통해 역학적 인 모델을 기반으로 합니다.
실시간 시스템 모니터링
SFG 표현은 생산중인 기계 학습 모델의 온라인 모니터링을 허용합니다. 네트워크의 누적 이익을 새로운 데이터 흐름으로 계산함으로써 운영자는 무인 또는 모험 공격을 감지 할 수 있습니다. 예를 들어 두 가지 중요한 노드 사이의 신호 이득의 예상치 못한 변화는 센서 실패 또는 모델의 분해를 나타냅니다. TensorFlow의 모델 분석 라이브러리와 같은 도구 (]TF Model Analysis]::]:]:[FLT:]:]:]:]::]:[FLT:]:]:]:]:[FLT:]:]::]:[FLT:]:[FLT:]:]:]:[FLT:]:]:[FLT:[FLT:[FLT:]:]:[FLT:[FLT:]:]:[FLT:]:]:]:]:[FLT:]:]:]:[[FLT:]:]:]:]:[[
핵심 Requirement로 설명
ML 모델은 안전 크리티컬 인프라에 더 내장되어 있기 때문에, 규제 기관은 모든 자동화 된 결정을 위해 설명합니다. SFGs는 카우스럴 그래프]를 생성하는 자연 메커니즘을 제공합니다. 이것은 네트워크를 통해 각 입력의 기여를 추적하는 것입니다. 이것은 포스트 - 호크 법에 의존하는 기능의 본질적인 방법보다 훨씬 더 해석적입니다. DARPA의 XAILT:]DARPA의 XAILT:]
결론: 새로운 기술설계 종합
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