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BIRDNet:将布尔蕴含知识图编码为可解释深度神经网络

BIRDNet: Mining and Encoding Boolean Implication Knowledge Graphs as Interpretable Deep Neural Networks

精选理由

BIRDNet 解决了深度神经网络可解释性与稀疏性的矛盾,做生物信息学或知识图谱的团队可以直接用它的开源代码,在保持高精度的同时获得可读的规则。

AI 摘要

BIRDNet 是一种新型神经网络架构,通过挖掘特征间的布尔蕴含关系(BIR)构建知识图,并将其编码为网络连接。该方法使用稀疏异常二项检验挖掘关系,形成有向图,等价于命题规则库。BIRDNet 的每层隐藏单元对应一条规则,仅连接两个特征,因此架构天然稀疏,最多只有 2/d 的权重活跃。模型保持可解释性,每个训练单元保留稳定的符号身份,规则可直接从网络读取。在六个转录组和蛋白质组基准测试中,BIRDNet 在 AUROC 上仅比最强基线低 0.02,但活跃参数减少高达 96 倍,且第一层规则能恢复已知生物标志物。

AI 翻译 · 中文

BIRDNet 是一种新型神经网络架构,通过挖掘特征间的布尔蕴含关系(BIR)构建知识图,并将其编码为网络连接。该方法使用稀疏异常二项检验挖掘关系,形成有向图,等价于命题规则库。BIRDNet 的每层隐藏单元对应一条规则,仅连接两个特征,因此架构天然稀疏,最多只有 2/d 的权重活跃。模型保持可解释性,每个训练单元保留稳定的符号身份,规则可直接从网络读取。在六个转录组和蛋白质组基准测试中,BIRDNet 在 AUROC 上仅比最强基线低 0.02,但活跃参数减少高达 96 倍,且第一层规则能恢复已知生物标志物。

arXiv cs.AITabular data in knowledge-rich domains often carries a latent prior in the form of Boolean implication relationships (BIRs) between pairs of features. We mine such relationships with a sparse-exception binomial test. The