Искусственный интеллектPubMedScience Morning3 мин чтенияanimal study

Комбинаторное принятие решений, основанное на многокомпонентных поверхностных конденсатах.

Combinatorial decision-making driven by multicomponent surface condensates.

Рубрика
Искусственный интеллект
Источник
PubMed
DOI
10.1073/pnas.2527873123
Дата
07.07.2026
Автор
Science Morning
Время чтения
3 мин
Искусственный интеллект

Аннотация

Живые организмы полагаются на молекулярные сети, такие как генетические цепи и сигнальные пути, для обработки информации и надежного принятия решений в переполненных и шумных средах. Последние достижения показывают, что взаимодействующие биомолекулы самоорганизуются посредством фазовых переходов в сосуществующие пространственные компартменты, называемые конденсатами, зачастую на клеточных поверхностях, таких как хроматин и мембраны. В данной работе мы демонстрируем, что многокомпонентные жидкости могут быть спроектированы для рекрутинга различных конденсатов на поверхности с различными составами, выполняя форму классификации поверхности посредством конденсации. Мы проводим аналогию с многомерной классификацией в машинном обучении и исследуем, как скрытые виды, аналогичные скрытым узлам, расширяют выразительность и емкость этих взаимодействующих ансамблей для облегчения сложных границ решений. Простое изменение уровней отдельных видов позволяет повторно запрограммировать тот же молекулярный репертуар для решения новых задач. Наши выводы показывают, что физические процессы, лежащие в основе биомолекулярных конденсатов, могут кодировать и управлять адаптивной обработкой информации, выходя за рамки компартментализации.

Краткое резюме

Исследование демонстрирует, как многокомпонентные жидкости могут организовываться в конденсаты на клеточных поверхностях, что может быть связано с процессами принятия решений в живых организмах. Это открывает новые перспективы в области молекулярного программирования для решения сложных задач.

Практический вывод

Разработка многокомпонентных систем, которые могут адаптироваться и решать новые задачи, может ведущим образом влиять на биомедицинские и технологические подходы в области молекулярной инженерии.

Ограничения

Исследование ограничено анализом биомолекул и их взаимодействий в контексте моделей, что может не полностью отражать сложность живых систем в реальных условиях.

Похожие исследования

Подборка учитывает рубрику, ключевые слова, аннотацию, резюме, практические выводы и источник.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
95%

Обучение с учетом принятия решений для генеративных моделей на основе выборок

Генеративные модели на основе выборок все чаще используются для вероятностного прогнозирования в условиях высоких ставок, однако их цели обучения не обращают внимания на структуру затрат принятием решений. Обычно эти модели обучают с использованием строго корректных оценивательных правил, таких как энергетический рейтинг, которые распределяют сигнал обучения пропорционально плотности данных, не учитывая, где ошибки прогнозов наиболее затратны для последующих решений. Поэтому мы предлагаем обучение с учетом принятия решений для генеративных моделей на основе выборок, дополняя цель энергетического рейтинга дифференцируемой функцией потерь, которая непосредственно штрафует за затраты, понесенные при принятии решения на основе прогноза модели. Эта комбинированная функция потерь имеет теоретическую основу, поскольку функция потерь по решению сама по себе является корректным оценивательным правилом. Мы проверяем наш метод на одной синтетической и двух реальных задачах, демонстрируя целевые улучшения в чувствительных к затратам областях, при этом сохраняя полные вероятностные прогнозы.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
92%

Большие языковые модели точно определяют причины решений в устных отчетах.

Понимание причин, стоящих за человеческими выборами в условиях риска, является центральной целью науки о принятии решений, однако традиционные методы, основанные на поведенческих данных, ограничены строгими предположениями о неизменности. Мы представляем масштабируемую аналитическую структуру с использованием больших языковых моделей (BLM) для анализа устных отчетов и выявления сформулированных причин выбора между денежными лотереями. Проверенная BLM точно определила предопределенные причины решений в свободных текстовых отчетах участников, что совпало с их фактическими выборами в 95% случаев. Наш анализ показывает, что причины, лежащие в основе решений людей, варьируются систематически и в большей степени зависят от структуры проблемы выбора, чем от индивидуальных различий. Важно отметить, что причины, полученные из устных отчетов, предоставляют более экономичные и информативные представления процессов принятия решений, чем те, что исходят только из выборов; кроме того, профили причин, специфичных для проблемы, достигают точности предсказаний вне выборки, которая сопоставима с установленными вычислительными моделями. Эта работа демонстрирует, что устные отчеты являются богатым источником данных, и наша аналитическая структура может раскрыть их потенциал, предоставляя результаты, которые ставят под сомнение основные предположения о неизменности в этой области и прокладывают путь к более контекстно чувствительным и интерпретируемым моделям человеческого принятия решений.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
85%

Широкомасштабная проверка показала, что легковесные модели могут различать соответствующие и несоответствующие пары «проблема-решение» в разных областях STEM.

Подтверждение того, что предложенное решение действительно решает научную проблему, является ключевым аспектом надежного рассуждения и поиска информации. Используя SCP-116K, мы создали 177 836 сбалансированных пар «проблема-решение» (88 918 соответствующих и 88 918 несоответствующих), охватывающих различные области STEM, и представили верификацию, следуя TRIZ/IDM, как различение соответствующих и несоответствующих пар. Сравнивая лексические, поисковые и легковесные нейронные модели, наша лучшая модель (RoBERTa + Slim ResNet, замороженные векторные представления предложений, оцененные с помощью остаточной MLP) достигает AUC 0.966, F1 0.905 и LogLoss 0.238. Базовая линия TF-IDF + Cosine + Elastic-Net, которая не требует больших ресурсов, отстает на 1.6-1.7 баллов AUC, но работает примерно в 250 раз быстрее и использует около 1.5 ГБ ОЗУ, что демонстрирует сильное соотношение эффективности и точности. Вероятности служат оценками повторного ранжирования среди кандидатных решений; мы интерпретируем высокий ROC-AUC как парное различение, а абсолютную точность как верхнюю границу, учитывая синтетические негативные примеры.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
79%

Оценка методов инициализации популяции для символьной регрессии на основе генетического программирования

Мы анализируем влияние оптимизации начальной популяции генетического программирования (ГП) для символьной регрессии (СР) на точность и сложность решений. Мы сравниваем три хорошо известные методы случайной инициализации, а также инициализацию с небольшими оптимизированными решениями из исчерпывающей символьной регрессии (ИСР), используя реализацию ГП/СР, основанную на многокритериальном эволюционном алгоритме NSGA-II. Мы сравниваем конечные парето-фронты, найденные с помощью каждого метода инициализации, на двенадцати синтетических задачах различной сложности и одной реальной выборке. Мы не обнаружили значительных различий в точности или сложности моделей среди методов инициализации. Начальное преимущество инициализации с использованием ИСР исчезает всего через несколько поколений. Наши результаты показывают, что при сходной диверсификации в начальной популяции влияние метода инициализации в символьной регрессии на основе ГП на конечный парето-фронт представляет собой незначительный фактор.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
77%

Ценообразование нейронных сертификатов для задач комбинаторной оптимизации

Задачи комбинаторной оптимизации (ЗКО) сложны, поскольку сертифицируемая дискретная структура порождает экспоненциальный поиск. Необходимо исследовать множество экспоненциально больших кандидатов для сертификации оптимальности; однако структурную состоятельность пути, упаковки или покрытия можно проверить за полиномиальное время, если она уже задана. В этом исследовании мы представляем Ценообразование Нейронных Сертификатов (ЦНС), которое использует эту асимметрию в рамках обучения без учителя. Нейронная сеть обучается предсказывать двойственные цены на уровне сертификата, в то время как структурный слой восстановления строит индуктивные первичные маржи. ЦНС можно рассматривать как амортизированное отделение: вместо перечисления нарушенных неравенств она обучается остаточным ценам, через которые их суммарный эффект входит в восстановление. Когда выполняется условие согласованности сертификата, восстановленная маржа является глобально состоятельной, а локальная теория показывает, что ошибки первого порядка в предсказанной цене вызывают только потери второго порядка в целевой функции. В трех классах ЗКО ЦНС либо значительно превосходит современные нейронные базовые модели, либо сопоставима с ними при меньших вычислительных затратах и показывает более сильную обобщаемость вне распределения.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
77%

Адаптивное многоуровневое графовое представление с оптимизационно-ориентированным вниманием для надежной ассоциации ячеек в сетях V2X 5G.

Эффективная ассоциация ячеек остается фундаментальной задачей в системах пятого поколения (5G) «автомобиль-все» (V2X) из-за быстрых изменений топологии, гетерогенных развертываний и строгих требований к задержке. Конвенциональные подходы на основе обучения часто опираются на мелкие представления или независимые стратегии оптимизации, что ограничивает их адаптивность в густых и быстро меняющихся условиях. В данной работе предлагается структура многоуровневого графового представления, которая моделирует взаимодействия между автомобилями и базовыми станциями в иерархических пространственных структурах. Предложенный подход интегрирует контекстное встраивание узлов с графовым обучением, основанным на внимании, для выявления паттернов мобильности, характеристик сигналов и зависимостей нагрузки сети. Кроме того, в механизм обучения на стадии подготовки включен оптимизационный механизм для уточнения параметров внимания, что улучшает сходимость без увеличения сложности вывода. Структура была оценена на реальном наборе данных мобильности автомобилей, что продемонстрировало постоянные улучшения в стабильности ассоциации, надежности переключения и общей производительности сети по сравнению с существующими методами глубокого обучения и графами. Экспериментальные результаты показывают приросты точности (94,17%) и F1-меры (93,93%), что указывает на повышение устойчивости решений в динамических условиях. Хотя валидация проводилась на городском наборе данных, предложенная архитектура обеспечивает масштабируемую основу для адаптивного выбора ячеек в системах интеллектуального транспорта следующего поколения.