RI: Small: Concept Formation in Partially Observable Domains

RI:小:部分可观察领域中的概念形成

基本信息

  • 批准号:
    1813223
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-01 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research focuses on providing artificial intelligence (AI) systems with ways to represent knowledge about a problem domain, by creating descriptions of its observations over time. This work is important because the AI systems can transfer their knowledge from one problem domain to another, enabling them to learn complex behaviors in different environments over time. In addition, the learned representation provides a basis for creating explanations of the agent's behavior, a capability that is becoming increasingly important as AI agents are being applied to more aspects of our daily lives. The resulting learning transfer methods we will create are applicable to a wide variety of problems of interest to the broader AI community, including explainable systems, intelligent wearable computing, and robotic assistants in real world environments.The agents enabled by this work will automatically extract concepts (high-level descriptors) from perceptions, construct a hierarchy of experiences, and record learned behaviors over this structure, by extending existing reinforcement learning methods with these novel representations. Concepts serve as simple, portable, efficient packets of hierarchical knowledge that can be learned in parallel. Our novel contribution, concept-based memory, extends previous work on concept formation to identify useful properties of the domain that are not directly observable in all contexts, expanding the agent's world model and improving performance in partially observable domains. Concept-based memory provides a process for creating multi-layered abstract representations of a domain and the tasks in the domain, enabling learning transfer across multiple tasks, and providing a basis for creating explanations of learned behaviors. Our method for concept formation in reinforcement learning domains, called concept-aware feature extraction (CAFE), produces concept-lattice representations that permit knowledge learned from one task to be applied to a new problem by identifying the appropriate level of generalization for common knowledge between the tasks. We will enable scalability by integrating CAFE with abstract Markov decision processes (AMDPs) and by developing heuristic pruning methods that reduce the branching factor of the concept latticesThis award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
本研究的重点是为人工智能(AI)系统提供表示问题领域知识的方法,通过创建其随时间的观察描述。这项工作很重要,因为人工智能系统可以将他们的知识从一个问题领域转移到另一个问题领域,使他们能够在不同的环境中学习复杂的行为。此外,学习表征为创建代理行为的解释提供了基础,随着AI代理被应用于我们日常生活的更多方面,这种能力变得越来越重要。我们将创建的学习迁移方法适用于广泛的人工智能社区感兴趣的各种问题,包括可解释系统、智能可穿戴计算和现实世界环境中的机器人助手。这项工作支持的智能体将自动从感知中提取概念(高级描述符),构建经验层次,并通过使用这些新表征扩展现有的强化学习方法,在此结构上记录学习行为。概念是简单、便携、高效的分层知识包,可以并行学习。我们的新贡献,基于概念的记忆,扩展了之前关于概念形成的工作,以识别在所有上下文中不能直接观察到的领域的有用属性,扩展了智能体的世界模型并提高了部分可观察领域的性能。基于概念的记忆提供了一个创建领域和领域内任务的多层抽象表示的过程,实现了跨多个任务的学习迁移,并为创建学习行为的解释提供了基础。我们在强化学习领域的概念形成方法,称为概念感知特征提取(CAFE),产生概念格表示,通过识别任务之间公共知识的适当泛化水平,允许从一个任务中学习的知识应用于新问题。我们将通过将CAFE与抽象马尔可夫决策过程(AMDPs)集成,并通过开发减少概念格分支因子的启发式修剪方法来实现可扩展性。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Neural Variational Learning for Grounded Language Acquisition
Sampling Approach Matters: Active Learning for Robotic Language Acquisition
Planning with Abstract Learned Models While Learning Transferable Subtasks
在学习可转移子任务的同时使用抽象学习模型进行规划
Practical Cross-modal Manifold Alignment for Robotic Grounded Language Learning
A Spoken Language Dataset of Descriptions for Speech-Based Grounded Language Learning
  • DOI:
    10.13016/m2bmhe-tmzc
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Gaoussou Youssouf Kebe;Padraig Higgins;Patrick Jenkins;Kasra Darvish;Rishabh Sachdeva;Ryan Barron
  • 通讯作者:
    Gaoussou Youssouf Kebe;Padraig Higgins;Patrick Jenkins;Kasra Darvish;Rishabh Sachdeva;Ryan Barron
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Cynthia Matuszek其他文献

Talking to Robots: Learning to Ground Human Language in Perception and Execution
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Cynthia Matuszek
  • 通讯作者:
    Cynthia Matuszek
Photogrammetry and VR for Comparing 2D and Immersive Linguistic Data Collection (Student Abstract)
用于比较 2D 和沉浸式语言数据收集的摄影测量和 VR(学生摘要)
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    M. Marge;C. Espy;Nigel G. Ward;A. Alwan;Yoav Artzi;Mohit Bansal;Gil;Blankenship;J. Chai;Hal Daumé;Debadeepta Dey;M. Harper;T. Howard;Casey;Kennington;Ivana Kruijff;Dinesh Manocha;Cynthia Matuszek;Ross Mead;Raymond;Mooney;Roger K. Moore;M. Ostendorf;Heather Pon;A. Rudnicky;Matthias;Scheutz;R. Amant;Tong Sun;Stefanie Tellex;D. Traum;Zhou Yu
  • 通讯作者:
    Zhou Yu
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  • DOI:
    10.13016/m2ns0m20t
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Purvesh Shah;David Schneider;Cynthia Matuszek;Robert C. Kahlert;Bjørn Aldag;David Baxter;J. Cabral;M. Witbrock;Jon Curtis
  • 通讯作者:
    Jon Curtis
Dialogue with Robots: Proposals for Broadening Participation and Research in the SLIVAR Community
与机器人对话:扩大 SLIVAR 社区参与和研究的提案
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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NSF 2024 NRI/FRR PI Meeting; Baltimore, Maryland; 28-30 April 2024
NSF 2024 NRI/FRR PI 会议;
  • 批准号:
    2414547
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Robots, Speech, and Learning in Inclusive Human Spaces
职业:包容性人类空间中的机器人、语音和学习
  • 批准号:
    2145642
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
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    Standard Grant
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  • 批准号:
    2024878
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 40万
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  • 批准号:
    1940931
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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  • 批准号:
    1657469
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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NRI:协作研究:分层、概率规划和学习的框架
  • 批准号:
    1637937
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
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    省市级项目
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Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
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变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
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肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
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    31870821
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基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
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    2016
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    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

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Expansion of the concept of polyene macrolactam-type induced pluripotent small (iPS) molecules: Design and synthesis of new iPS molecules
多烯大环内酰胺型诱导多能小分子(iPS)概念的扩展:新iPS分子的设计和合成
  • 批准号:
    23H02616
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    2023
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RI: Small: Multilingual Supervision for Object Detection under Geographic Domain and Concept Shifts
RI:小型:地理领域和概念转变下目标检测的多语言监督
  • 批准号:
    2329992
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Small molecule inhibitors of hyperphosphorylated tau aggregation in Alzheimer's disease: lead optimization, and proof of concept in a rodent model
阿尔茨海默病中过度磷酸化 tau 蛋白聚集的小分子抑制剂:先导化合物优化和啮齿动物模型中的概念验证
  • 批准号:
    10621755
  • 财政年份:
    2022
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  • 项目类别:
Collaborative Research: SaTC: CORE: Small: Machine Learning for Cybersecurity: Robustness Against Concept Drift
协作研究:SaTC:核心:小型:网络安全机器学习:针对概念漂移的稳健性
  • 批准号:
    2154873
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
AF: Small: An Algorithmic Theory of Brain Behavior: Concept Representation and Learning in Spiking Neural Networks
AF:小:大脑行为的算法理论:尖峰神经网络中的概念表示和学习
  • 批准号:
    2139936
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR CONCEPT AWARD TO NOVOMEDIX- NOVEL SMALL MOLECULES FOR THE TREATMENT OF RHABDOMYOSARCOMA
NOVOMEDIX 荣获 SBIR 概念奖 - 用于治疗横纹肌肉瘤的新型小分子
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    10559296
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    2022
  • 资助金额:
    $ 40万
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Small molecule inhibitors of hyperphosphorylated tau aggregation in Alzheimer's disease: lead optimization, and proof of concept in a rodent model
阿尔茨海默病中过度磷酸化 tau 蛋白聚集的小分子抑制剂:先导化合物优化和啮齿动物模型中的概念验证
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    10371380
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    2022
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    $ 40万
  • 项目类别:
Collaborative Research: SaTC: CORE: Small: Machine Learning for Cybersecurity: Robustness Against Concept Drift
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    2154874
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In Vivo Proof of Concept and Target Identification Using Small Molecule Stimulators of Brown Adipogenesis
使用棕色脂肪生成的小分子刺激剂进行体内概念验证和目标识别
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In Vivo Proof of Concept and Target Identification Using Small Molecule Stimulators of Brown Adipogenesis
使用棕色脂肪生成的小分子刺激剂进行体内概念验证和目标识别
  • 批准号:
    10454241
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
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知道了