論文の概要: Semi-supervised on-device neural network adaptation for remote and
portable laser-induced breakdown spectroscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.03439v1
- Date: Thu, 8 Apr 2021 00:20:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-04-09 12:51:34.910231
- Title: Semi-supervised on-device neural network adaptation for remote and
portable laser-induced breakdown spectroscopy
- Title(参考訳): リモートおよびポータブルレーザー誘起分解分光のための半教師付きオンデバイスニューラルネットワーク適応
- Authors: Kshitij Bhardwaj and Maya Gokhale
- Abstract要約: LIBS用軽量多層パーセプトロン(MLP)モデルを導入し、新しい入力データのラベルを必要とせずにオンデバイスで適応できます。
データストリーミング中の平均精度は89.3%で、適応をサポートしないモデルに比べて最大2.1%高い精度を示している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.22843885788439797
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is a popular, fast elemental
analysis technique used to determine the chemical composition of target
samples, such as in industrial analysis of metals or in space exploration.
Recently, there has been a rise in the use of machine learning (ML) techniques
for LIBS data processing. However, ML for LIBS is challenging as: (i) the
predictive models must be lightweight since they need to be deployed in highly
resource-constrained and battery-operated portable LIBS systems; and (ii) since
these systems can be remote, the models must be able to self-adapt to any
domain shift in input distributions which could be due to the lack of different
types of inputs in training data or dynamic environmental/sensor noise. This
on-device retraining of model should not only be fast but also unsupervised due
to the absence of new labeled data in remote LIBS systems. We introduce a
lightweight multi-layer perceptron (MLP) model for LIBS that can be adapted
on-device without requiring labels for new input data. It shows 89.3% average
accuracy during data streaming, and up to 2.1% better accuracy compared to an
MLP model that does not support adaptation. Finally, we also characterize the
inference and retraining performance of our model on Google Pixel2 phone.
- Abstract(参考訳): レーザー誘起分解分光法(LIBS)は、金属の工業分析や宇宙探査など、ターゲット試料の化学組成を決定するために用いられる、一般的な高速元素分析法である。
近年,LIBSデータ処理における機械学習(ML)技術の利用が増加している。
しかし、LIBSのMLは、 (i) 予測モデルは、高度にリソースを制約されたバッテリー駆動のポータブルなLIBSシステムにデプロイする必要があるため軽量でなければならない; (ii) 遠隔操作が可能であるため、モデルは、トレーニングデータや動的環境/センサノイズに異なる入力タイプがないため、入力分布におけるドメインシフトに自己適応できなければならない。
このオンデバイスでのモデルのリトレーニングは、リモートlibsシステムに新しいラベル付きデータがないため、高速であるだけでなく、教師なしであるべきである。
本稿では,新たな入力データに対してラベルを必要とせずにデバイス上で適用可能な軽量多層パーセプトロン(MLP)モデルを提案する。
データストリーミング中の平均精度は89.3%、適応をサポートしないMLPモデルに比べて最大2.1%高い精度を示している。
また,Google Pixel2電話機上でのモデルの推論と再トレーニング性能も特徴付ける。
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