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元學習可以讓機器學習新的算法。這是一個新興且快速發展的機器學習研究領域，對所有人工智能研究都有影響。最近的成功案例包括自動模型發現、少槍學習、多任務學習、元強化學習，以及教機器閱讀、學習和推理。正如人類不會從頭開始學習新任務，而是利用之前所學的知識一樣，元學習是高效和穩健學習的關鍵。本教程將介紹該領域及其應用的重要數學基礎，包括這個領域中當前技術水平的關鍵方法，該領域對眾多AAAI參與者來說越來越重要。

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內容目錄：

• 元學習導論
• 多任務學習
• 元學習
• 自動機器學習
• 應用

貝葉斯概率模型為不確定性下的相干推理和預測提供了一個原則框架。近似推理解決了貝葉斯計算的關鍵挑戰，即計算棘手的后驗分布和相關數量，如貝葉斯預測分布。近十年來，貝葉斯建模技術在計算機視覺、自然語言處理、強化學習等領域的機器學習任務中得到了廣泛應用。

本教程對近似推理的最新進展進行了一個連貫的總結。我們將以介紹近似推理的概念和變分推理的基礎知識開始本教程。然后我們將描述現代近似推理的基本方面，包括可擴展推理、蒙特卡洛技術、平攤推理、近似后驗設計和優化目標。這些最新進展之間的聯系也將被討論。最后，我們將在下游不確定性估計和決策任務中的應用實例提供先進的近似推理技術，并對未來的研究方向進行討論。

異常檢測已經得到了廣泛的研究和應用。建立一個有效的異常檢測系統需要研究者和開發者從嘈雜的數據中學習復雜的結構，識別動態異常模式，用有限的標簽檢測異常。與經典方法相比，近年來深度學習技術的進步極大地提高了異常檢測的性能，并將異常檢測擴展到廣泛的應用領域。本教程將幫助讀者全面理解各種應用領域中基于深度學習的異常檢測技術。首先，我們概述了異常檢測問題，介紹了在深度模型時代之前采用的方法，并列出了它們所面臨的挑戰。然后我們調查了最先進的深度學習模型，范圍從構建塊神經網絡結構，如MLP, CNN，和LSTM，到更復雜的結構，如自動編碼器，生成模型(VAE, GAN，基于流的模型)，到深度單類檢測模型，等等。此外，我們舉例說明了遷移學習和強化學習等技術如何在異常檢測問題中改善標簽稀疏性問題，以及在實際中如何收集和充分利用用戶標簽。其次，我們討論來自LinkedIn內外的真實世界用例。本教程最后討論了未來的趨勢。

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許多ML任務與信號處理有共同的實際目標和理論基礎(例如，光譜和核方法、微分方程系統、順序采樣技術和控制理論)。信號處理方法是ML許多子領域中不可分割的一部分，例如，強化學習，哈密頓蒙特卡洛，高斯過程(GP)模型，貝葉斯優化，神經ODEs /SDEs。

本教程旨在涵蓋與離散時間和連續時間信號處理方法相聯系的機器學習方面。重點介紹了隨機微分方程(SDEs)、狀態空間模型和高斯過程模型的遞推估計(貝葉斯濾波和平滑)。目標是介紹基本原則之間的直接聯系信號處理和機器學習, (2) 提供一個直觀的實踐理解隨機微分方程都是關于什么, (3) 展示了這些方法在加速學習的真正好處,提高推理,模型建立,演示和實際應用例子。這將展示ML如何利用現有理論來改進和加速研究，并為從事這些方法交叉工作的ICML社區成員提供統一的概述。

本教程對基于模型的強化學習(MBRL)領域進行了廣泛的概述，特別強調了深度方法。MBRL方法利用環境模型來進行決策——而不是將環境視為一個黑箱——并且提供了超越無模型RL的獨特機會和挑戰。我們將討論學習過渡和獎勵模式的方法，如何有效地使用這些模式來做出更好的決策，以及規劃和學習之間的關系。我們還強調了在典型的RL設置之外利用世界模型的方式，以及在設計未來的MBRL系統時，從人類認知中可以得到什么啟示。

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近年來，強化學習領域取得了令人印象深刻的成果，但主要集中在無模型方法上。然而，社區認識到純無模型方法的局限性，從高樣本復雜性、需要對不安全的結果進行抽樣，到穩定性和再現性問題。相比之下，盡管基于模型的方法在機器人、工程、認知和神經科學等領域具有很大的影響力，但在機器學習社區中，這些方法的開發還不夠充分(但發展迅速)。它們提供了一系列獨特的優勢和挑戰，以及互補的數學工具。本教程的目的是使基于模型的方法更被機器學習社區所認可和接受。鑒于最近基于模型的規劃的成功應用，如AlphaGo，我們認為對這一主題的全面理解是非常及時的需求。在教程結束時，觀眾應該獲得:

• 數學背景，閱讀并跟進相關文獻。
• 對所涉及的算法有直觀的理解(并能夠訪問他們可以使用和試驗的輕量級示例代碼)。
• 在應用基于模型的方法時所涉及到的權衡和挑戰。
• 對可以應用基于模型的推理的問題的多樣性的認識。
• 理解這些方法如何適應更廣泛的強化學習和決策理論，以及與無模型方法的關系。

來自DeepMind 的S. M. Ali Eslami · Irina Higgins · Danilo J. Rezende的ICML 2020教程-自監督學習，222頁ppt，非常干貨！

無標簽表示學習，也稱為無監督或自監督學習，正在取得重大進展。新的自監督學習方法在大規模基準測試中取得了接近甚至超過了完全監督技術的性能，如圖像分類。因此，無標簽表示學習最終開始解決現代深度學習中的一些主要挑戰。然而，為了繼續取得進步，系統地理解學習表示的性質以及產生這些表示的學習目標是很重要的。

強化一詞來源于實驗心理學中對動物學習的研究，它指的是某一事件的發生，與某一反應之間有恰當的關系，而這一事件往往會增加該反應在相同情況下再次發生的可能性。雖然心理學家沒有使用“強化學習”這個術語，但它已經被人工智能和工程領域的理論家廣泛采用，用來指代基于這一強化原理的學習任務和算法。最簡單的強化學習方法使用的是一個常識，即如果一個行為之后出現了一個令人滿意的狀態，或者一個狀態的改善，那么產生該行為的傾向就會得到加強。強化學習的概念在工程領域已經存在了幾十年(如Mendel和McClaren 1970)，在人工智能領域也已經存在了幾十年(Minsky 1954, 1961;撒母耳1959;圖靈1950)。然而，直到最近，強化學習方法的發展和應用才在這些領域占據了大量的研究人員。激發這種興趣的是兩個基本的挑戰:1) 設計能夠在復雜動態環境中在不確定性下運行的自主機器人代理，2) 為非常大規模的動態決策問題找到有用的近似解。

強化學習(RL)是一種流行的處理順序決策任務的范式，其中agent只有有限的環境反饋。盡管在過去的三十年里取得了許多進步，但是在許多領域的學習仍然需要大量的與環境的交互，這在現實的場景中是非常昂貴的。為了解決這個問題，遷移學習被應用于強化學習，這樣在一個任務中獲得的經驗可以在開始學習下一個更困難的任務時得到利用。最近，有幾項研究探索了如何將任務(或數據樣本本身)排序到課程中，以便學習一個可能很難從頭學起的問題。在本文中，我們提出了一個課程學習的強化學習框架，并利用它來調查和分類現有的課程學習方法的假設、能力和目標。最后，我們使用我們的框架來發現開放的問題，并為未來的RL課程學習研究提出方向。

Deep Reinforcement Learning via Policy Optimization