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范畴表示学习:态射即你所需要的一切

机器学习 2023-01-25 v2 无序系统与神经网络 人工智能 范畴论

摘要

我们提供了范畴表示学习的构造并引入了“categorifier(范畴化器)”的基础。表示学习的中心主题是“万物到向量”的思想。数据集 S\mathcal{S} 中的每个对象都可以通过编码映射 E:Obj(S)RnE: \mathcal{O}bj(\mathcal{S})\to\mathbb{R}^n 表示为 Rn\mathbb{R}^n 中的一个向量。更重要的是,每个态射都可以表示为矩阵 E:Hom(S)RnnE: \mathcal{H}om(\mathcal{S})\to\mathbb{R}^{n}_{n}。编码映射 EE 通常由深度神经网络建模。表示学习的目标是设计数据集上的适当任务来训练编码映射(假设若编码普遍优化各种任务上的性能,则其为最优)。然而,后者仍是一种集合论方法。本文的目标是通过范畴论方法将表示学习提升到新高度。作为概念验证,我们提供了一个配备我们技术的文本翻译器示例,表明我们的范畴学习模型比当前深度学习模型优 17 倍。本文内容是近期美国专利提案(专利申请号:63110906)的一部分。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.14770,
  title  = {Categorical Representation Learning: Morphism is All You Need},
  author = {Artan Sheshmani and Yizhuang You},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.14770},
  year   = {2023}
}

备注

Fixed some typos. 16 pages. Comments are welcome