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Interpretable Neural System Dynamics: Combining Deep Learning with System Dynamics Modeling to Support Critical Applications

Created by
  • Haebom

저자

Riccardo D'Elia

개요

본 논문은 심층 학습(DL)의 예측 성능과 시스템 다이내믹스(SD)의 해석 가능성을 결합한 새로운 프레임워크를 제안합니다. DL은 복잡한 모델 학습과 정확한 예측에는 뛰어나지만 해석성과 인과적 신뢰성이 부족하고, SD는 해석성과 인과적 통찰력을 제공하지만 확장성이 부족하고 전문 지식이 필요하다는 한계를 지닙니다. 이를 극복하기 위해 개념 기반 해석성, 기계적 해석성, 인과 기계 학습을 통합한 신경 시스템 다이내믹스 파이프라인을 제시하며, EU 자율 다중 모달 교통 시스템 프로젝트인 AutoMoTIF를 통해 실제 응용 분야에서 그 효과를 검증할 예정입니다. 궁극적인 목표는 자율 시스템의 설명 가능성과 안전성 향상에 기여하는 것입니다.

시사점, 한계점

시사점:
심층 학습의 예측력과 시스템 다이내믹스의 해석력을 결합하여 더욱 신뢰할 수 있고 해석 가능한 모델을 구축할 수 있는 가능성을 제시합니다.
자율 시스템과 같이 안전성이 중요한 분야에서 설명 가능한 인공지능(XAI) 개발에 기여할 수 있습니다.
AutoMoTIF 프로젝트를 통한 실제 세계 적용으로 프레임워크의 실효성을 검증할 수 있습니다.
한계점:
제안된 파이프라인의 실제 효과는 AutoMoTIF 프로젝트의 결과에 의존적입니다.
다양한 유형의 시스템에 대한 일반화 가능성은 아직 검증되지 않았습니다.
개념 기반 해석성, 기계적 해석성, 인과 기계 학습의 통합 과정에 대한 구체적인 방법론이 아직 명확하게 제시되지 않았습니다.
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