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多智能体深度强化学习及其可扩展性与可迁移性研究综述

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控制与决策 2022年第12期37卷 3083-3102页

作者：闫超相晓嘉徐昕王菖周晗沈林成国防科技大学智能科学学院长沙410073

得益于深度学习强大的特征表达能力和强化学习有效的策略学习能力,深度强化学习在一系列复杂序贯决策问题中取得了令人瞩目的成就.伴随着深度强化学习在诸多单智能体任务中的成功应用,其在多智能体系统中的研究方兴未艾.近年来,多智能... 详细信息

得益于深度学习强大的特征表达能力和强化学习有效的策略学习能力,深度强化学习在一系列复杂序贯决策问题中取得了令人瞩目的成就.伴随着深度强化学习在诸多单智能体任务中的成功应用,其在多智能体系统中的研究方兴未艾.近年来,多智能体深度强化学习在人工智能领域备受关注,可扩展与可迁移性已成为其中的核心研究点之一.鉴于此,首先阐释深度强化学习的发展脉络和典型算法,介绍多智能体深度强化学习的3种学习范式,分析两类多智能体强化学习的典型算法,即分解值函数方法和中心化值函数方法;然后归纳注意力机制、图神经网络等6类具有可扩展性的多智能体深度强化学习模型,梳理迁移学习和课程学习在多智能体深度强化学习可迁移性方向的研究进展;最后讨论多智能体深度强化学习的应用前景与研究方向,为未来多智能体深度强化学习的进一步发展提供可借鉴的参考.

关键词：深度强化学习多智能体系统迁移学习课程学习可扩展性可迁移性

采用GAN的肺部疾病诊断模型黑盒可迁移性对抗攻击方法

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西安交通大学学报 2023年第10期57卷 196-206,220页

作者：王小银王丹孙家泽杨宜康西安邮电大学计算机学院西安710121 西安邮电大学陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室西安710121 西安交通大学自动化科学与工程学院西安710121

针对现有对抗攻击方法在黑盒场景下攻击成功率不高以及生成质量低等问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的肺部疾病诊断模型黑盒可迁移性对抗攻击方法。以肺部医学影像为基础,依托残差神经网络,在生成器中设计基于扩张卷积的残差块和... 详细信息

针对现有对抗攻击方法在黑盒场景下攻击成功率不高以及生成质量低等问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的肺部疾病诊断模型黑盒可迁移性对抗攻击方法。以肺部医学影像为基础,依托残差神经网络,在生成器中设计基于扩张卷积的残差块和金字塔分割注意力机制,以提高网络在更细粒度上的多尺度特征表达能力;设置带有辅助分类器的判别器对样本进行正确分类,并且添加攻击者实施对抗训练,以增强对抗样本的攻击能力和稳定GAN的训练。运用无数据黑盒对抗攻击框架训练替代模型,实现可迁移性对抗攻击,获得高黑盒攻击成功率。所提方法在目标攻击和无目标攻击任务下的对抗攻击成功率分别达到了68.95%和79.34%,与其他黑盒场景下基于GAN的对抗方法相比,迁移攻击成功率更高,且生成的对抗样本更接近真实样本。所提方法解决了传统基于GAN的攻击方法难以捕获肺部影像细节特征而导致无法获得更优的对抗性能的问题,对在实际应用场景下提高肺部疾病诊断模型的安全性和鲁棒性提供了参考方案。

关键词：肺部疾病诊断模型黑盒对抗攻击生成对抗网络可迁移性

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可迁移性对抗样本生成算法研究

可迁移性对抗样本生成算法研究

作者：李欢欢苏州大学

学位级别：硕士

近年来,深度学习技术已经在众多实际应用中表现出优越的性能。然而,研究表明深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)容易受到对抗样本的攻击而输出错误的结果。另一方面,对抗样本具有可迁移性,针对白盒模型生成的对抗样本可以用于攻击... 详细信息

近年来,深度学习技术已经在众多实际应用中表现出优越的性能。然而,研究表明深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)容易受到对抗样本的攻击而输出错误的结果。另一方面,对抗样本具有可迁移性,针对白盒模型生成的对抗样本可以用于攻击未知的黑盒模型。对抗样本的存在已经对基于DNN的应用构成了严重威胁。因此,研究对抗样本的产生机理及迁移性具有非常重要的理论价值和应用前景,不仅有助于更好地评估DNN的鲁棒性,同时也能促进对抗样本防御技术的发展。为了尽可能揭示DNN存在的“盲点”以提高其鲁棒性,本论文聚焦于对抗样本的可迁移性,探讨了增强对抗样本迁移能力的策略。首先,将对抗样本的生成过程视作神经网络的优化过程,本论文提出了基于自适应惯性与方差调整的对抗样本生成算法。在更新对抗样本时,首先利用自适应惯性提前一步进行更新,使得对抗样本尽可能落入更平坦的局部极大值点。其次,为了进一步增强对抗样本的迁移能力,提出了一种有效的方差调整策略,在计算梯度方差时不仅考虑邻域样本,同时以一定概率引入其它类别样本的梯度信息,对更新方向进行优化以避免对抗样本落入不好的局部最优。其次,不同于前述方法从优化角度的改进,受空间域输入转换方法启发,本论文分别对图像的幅度谱和相位谱进行分析,从频域角度提出了两种输入转换方法,即幅度谱dropout方法和相位谱混合方法。幅度谱dropout方法利用DNN的幅度谱dropout不变性来等效构建多个替代模型,缓解对抗样本对于原始替代模型的过拟合问题。相位谱混合方法通过将输入样本与其它类别样本的相位谱以主从形式混合,使得迭代中计算的梯度包含其它样本的信息,避免对抗样本落入特定于替代模型的局部最优。最后,为了提高基于生成模型的攻击方法的迁移能力,本论文提出了基于特征距离损失函数和对抗转换模块的生成模型训练框架。在训练阶段,以特征距离损失函数训练生成模型,引导生成模型产生能够破坏模型显著特征的扰动,提高生成对抗样本的迁移能力。同时,受生成对抗网络训练机制的启发,在训练框架中引入对抗转换模块来消除生成模型产生的对抗扰动,使对抗转换模块在训练中与生成模型形成相互对抗的关系,进一步提高生成模型的攻击效果。为了验证所提出方法的有效性,本论文在CIFAR-10、ImageNet数据集上针对多个不同的模型进行了实验,包括正常训练的模型和防御模型。实验结果表明,本论文所提出的算法能够有效提升对抗样本的迁移能力,在与一些已有算法的对比中取得更高的黑盒攻击成功率。

关键词：对抗样本可迁移性基于梯度的攻击频域转换生成模型

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对抗样本的可迁移性与防御研究

对抗样本的可迁移性与防御研究

作者：杨东东北京交通大学

学位级别：硕士

近年来,深度学习模型在计算机视觉、自然语言处理等人工智能领域取得了前所未有的成功。然而,最近的研究表明,它们极易受到对抗样本的影响。向样本中添加精心设计的扰动就足以欺骗深度学习模型,这给人工智能的部署应用带来了新的挑战。... 详细信息

近年来,深度学习模型在计算机视觉、自然语言处理等人工智能领域取得了前所未有的成功。然而,最近的研究表明,它们极易受到对抗样本的影响。向样本中添加精心设计的扰动就足以欺骗深度学习模型,这给人工智能的部署应用带来了新的挑战。对抗样本的研究热点包括对抗攻击与对抗防御,前者提供了一种评估模型安全性的方法,后者可以提升模型的对抗鲁棒性。目前,对抗攻击算法在白盒环境下已取得了卓越的性能,但在黑盒环境下的可迁移性仍有很大的提升空间。而现有的对抗防御算法大多都具有特定的适用范围,缺乏一定的通用鲁棒性。针对这些不足,本文分别提出了两种提升对抗样本可迁移性的算法和两种对抗防御策略。(1)从降低对抗样本对替代模型过拟合的角度出发,本文提出了一种基于特征集成的生成对抗网络架构,生成具有高可迁移性的对抗样本。通过集成输入样本的不同特征流型,降低了对抗样本对特定模型结构的过拟合;同时,利用生成对抗网络的对抗博弈思想训练生成器从特征集成空间捕捉样本的本质对抗信息,并映射变换成对抗样本。实验表明该算法不仅提升了对抗样本在黑盒环境中的可迁移性,而且对防御模型仍具有一定的攻击能力。同时,生成的对抗样本也极大地保留了原始样本的分布特征。(2)从增强替代模型泛化能力的角度出发,本文提出了一种基于知识蒸馏的对抗样本生成算法,进一步提升对抗样本的可迁移性。联合多教师模型的融合预测概率以及由替代模型生成的对抗样本,引导替代模型学习具有强泛化性的决策边界,使替代模型足以模仿一大类的未知模型。然后,结合现有的梯度攻击算法从替代模型中捕捉同类模型共有的盲点,并针对此缺陷生成具有高可迁移性的对抗样本。实验表明该算法极大地提升了对抗样本对未知模型的迁移攻击成功率,甚至对带有防御策略的未知模型仍有较高的可迁移性。(3)从对抗检测和修改模型训练过程两个角度出发,本文分别提出了一种基于数据分布的对抗检测算法和一种基于元学习的防御模型训练算法,用于防御对抗样本的攻击。首先,训练一个编码器网络用于挖掘干净样本和对抗样本在嵌入空间中的固有分布差异,并以此来检测对抗样本。其次,引入元学习的思想,通过随机组合对抗攻击和辅助模型以构建不同的子任务,引导防御模型学习更丰富的数据表征,进而提升深度学习模型在对抗攻击下的鲁棒性。实验表明所提防御策略可以很好的提升模型在抵御不同攻击时的鲁棒性。

关键词：对抗样本对抗攻击可迁移性对抗防御

提高As污染土壤中As可迁移性含量的功能菌株

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中国科学：地球科学 2015年第8期45卷 688-694页

作者：白建峰林先贵戴珏华建峰秦华胡君利王一明张承龙王景伟苑文仪上海第二工业大学电子废弃物资源化产学研合作开发中心上海201209 中国科学院南京土壤研究所南京210007 江苏省中国科学院植物研究所南京210004 浙江农林大学资源与环境学院临安311300

砷（As）污染已成为全球关注的环境问题,中国受As污染的农田和场地土壤面积较大,急需合适的方法进行修复.其中植物修复是受广泛关注的重要方法,但需解决土壤中可迁移性As含量,提高修复效率.为此,在筛选的耐砷菌株基础上,以两株细菌和真... 详细信息

砷（As）污染已成为全球关注的环境问题,中国受As污染的农田和场地土壤面积较大,急需合适的方法进行修复.其中植物修复是受广泛关注的重要方法,但需解决土壤中可迁移性As含量,提高修复效率.为此,在筛选的耐砷菌株基础上,以两株细菌和真菌为供试菌株,在纯培养条件下,单接或联合接种两株细菌B1和B2,两株真菌F1和F2于液体培养基中,加入60Co-γ射线灭菌的含As土壤,研究菌株对砷污染土壤As形态的影响.结果表明,接种菌种均显著增加了土壤中非专性和专性吸附态As的含量,其中4株菌单接种或混合接种增加土壤中非专性态As含量达3~7倍,即显著增加土壤中活性态可迁移性As含量,可利于被植物吸收;接种处理的培养液p H由酸性变为弱碱性,并与非专性吸附态As和专性吸附态As含量显著相关.此外,筛选出的两株细菌、两株真菌都能产生IAA,有利于植物修复As污染土壤时吸收As的同时增强其存活能力,可应用于微生物-植物联合修复As污染土壤工程中.

关键词：污染土壤 As形态可迁移性活性态含量功能菌株

服务可迁移性、交互性与服务全球化潜力的关系——以243家服务企业的实证检验为例

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经济管理 2009年第10期35卷 47-53页

作者：吴晓云康凯南开大学商学院天津300071

针对前人有关服务可迁移性和交互性与服务全球化潜力关系研究的缺失,本文首次从服务特征的视角,构建了服务可迁移性和交互性与服务全球化潜力关系的概念模型。然后,开发出了测量量表,并以涉及24个服务行业的243家服务企业为样本,对该模... 详细信息

针对前人有关服务可迁移性和交互性与服务全球化潜力关系研究的缺失,本文首次从服务特征的视角,构建了服务可迁移性和交互性与服务全球化潜力关系的概念模型。然后,开发出了测量量表,并以涉及24个服务行业的243家服务企业为样本,对该模型进行了实证检验。在此基础上,就服务企业如何提高全球化潜力提出了有价值的管理建议。

关键词：服务特征可迁移性交互性全球化潜力

服务可迁移性和交互性双因子关系模型的研究——基于243家服务企业的实证检验

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山西财经大学学报 2009年第4期31卷 40-46页

作者：吴晓云康凯南开大学商学院天津300071

首先,针对前人有关服务特征及其对服务企业跨国营销影响研究的缺陷,首次系统地提出了服务的七个本质特征,并在分析其对跨国服务营销影响的基础上,构建了服务可迁移性和交互性双因子关系模型。然后,开发出了对服务七个特征进行系统测量... 详细信息

首先,针对前人有关服务特征及其对服务企业跨国营销影响研究的缺陷,首次系统地提出了服务的七个本质特征,并在分析其对跨国服务营销影响的基础上,构建了服务可迁移性和交互性双因子关系模型。然后,开发出了对服务七个特征进行系统测量的量表,并以涉及24个服务行业的243家服务企业为样本,对该模型进行了二阶验证性因子分析。最后给出了结论,认为该模型是有效的,并阐述了创新性贡献、局限和未来的研究方向。

关键词：服务特征可迁移性交互性双因子关系模型

现代服务业可迁移性和交互性的新特征及其全球化潜力--兼论对中国发展现代服务业的管理启示

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山东大学学报（哲学社会科学版） 2010年第1期 12-23页

作者：吴晓云张峰南开大学商学院南开大学国际商务研究所南开大学全球营销研究中心

在综述前人有关服务特征研究的基础上,从深入分析现代服务业在可迁移性和交互性方面不同于传统服务业特征的角度出发,以近年来现代服务业在全球主要国家、地区的GDP中超过60%的统计数据及三个现代服务业典型个案为佐证,指出了传统服务... 详细信息

在综述前人有关服务特征研究的基础上,从深入分析现代服务业在可迁移性和交互性方面不同于传统服务业特征的角度出发,以近年来现代服务业在全球主要国家、地区的GDP中超过60%的统计数据及三个现代服务业典型个案为佐证,指出了传统服务理论在指导现代服务业营销中存在的局限。据此,在现代服务可迁移性和交互性分离两大基本特征概念下,对传统服务的7个特征属性进行了理论扩展,构建了诠释两者之间关系的概念模型。由于模型所揭示的规律和管理趋势属于一种探索性的创新研究,花了比较多的篇幅阐释和探讨了模型的逻辑和理论步骤、模型三部分主体内容的理论内涵及理论逻辑关系。最后,根据研究结论,从宏观产业布局,优化服务产业内部结构角度推动中国现代服务产业的发展;中国企业如何应对"后WTO时代"的服务全球化竞争;如何实现传统服务向现代服务转型,制定和实施现代服务产品战略和策略等方面,给出了管理建议。

关键词：现代服务业可迁移性交互性全球化潜力

汉语语用策略在英语语用理解中的可迁移性研究

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语文建设 2014年第3X期 25-26页

作者：谢媛媛江西外语外贸职业学院江西南昌330099

通过对不同英语水平学习者语用理解中母语语用策略的使用情况进行调查,分析语言水平对语用可迁移性的影响。研究发现母语语用策略存在于所有学习者的二语语用理解中,学习者语言水平越高,对母语和目的语语用知识越敏感,母语语用策略使用... 详细信息

通过对不同英语水平学习者语用理解中母语语用策略的使用情况进行调查,分析语言水平对语用可迁移性的影响。研究发现母语语用策略存在于所有学习者的二语语用理解中,学习者语言水平越高,对母语和目的语语用知识越敏感,母语语用策略使用层次越高,越合理,可迁移性判断也越准确。

关键词：汉语语用策略英语语用理解可迁移性