We investigate the problem of active learning in the streaming setting in non-parametric regimes, where the labels are stochastically generated from a class of functions on which we make no assumptions whatsoever. We rely on recently proposed Neural Tangent Kernel (NTK) approximation tools to construct a suitable neural embedding that determines the feature space the algorithm operates on and the learned model computed atop. Since the shape of the label requesting threshold is tightly related to the complexity of the function to be learned, which is a-priori unknown, we also derive a version of the algorithm which is agnostic to any prior knowledge. This algorithm relies on a regret balancing scheme to solve the resulting online model selection problem, and is computationally efficient. We prove joint guarantees on the cumulative regret and number of requested labels which depend on the complexity of the labeling function at hand. In the linear case, these guarantees recover known minimax results of the generalization error as a function of the label complexity in a standard statistical learning setting.


翻译:我们调查了在非参数体系中流进设置中的积极学习问题,在非参数体系中,标签是从我们没有任何假设的某类功能中随机生成的。我们依靠最近提出的神经唐氏内尔(NTK)近似工具来构建一个合适的神经嵌入器,以决定算法所操作的特征空间和计算到的模型。由于标签要求阈值的形状与需要学习的功能的复杂性紧密相关,这是最先未知的,因此我们还得出了一个对先前的任何知识具有不可知性的算法版本。这种算法依靠一种遗憾平衡法来解决由此产生的在线模型选择问题,并且具有计算效率。我们证明对累积的遗憾和请求标签数量的共同保证,这些标签取决于手头标签功能的复杂性。在线性案例中,这些保证恢复了在标准统计学习环境中作为标签复杂性函数的通用错误的已知微质量结果。

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主动学习是机器学习(更普遍的说是人工智能)的一个子领域,在统计学领域也叫查询学习、最优实验设计。“学习模块”和“选择策略”是主动学习算法的2个基本且重要的模块。 主动学习是“一种学习方法,在这种方法中,学生会主动或体验性地参与学习过程,并且根据学生的参与程度,有不同程度的主动学习。” (Bonwell&Eison 1991)Bonwell&Eison(1991) 指出:“学生除了被动地听课以外,还从事其他活动。” 在高等教育研究协会(ASHE)的一份报告中,作者讨论了各种促进主动学习的方法。他们引用了一些文献,这些文献表明学生不仅要做听,还必须做更多的事情才能学习。他们必须阅读,写作,讨论并参与解决问题。此过程涉及三个学习领域,即知识,技能和态度(KSA)。这种学习行为分类法可以被认为是“学习过程的目标”。特别是,学生必须从事诸如分析,综合和评估之类的高级思维任务。
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