Differentiable User Models

Probabilistic user modeling is essential for building machine learning systems in the ubiquitous cases with humans in the loop. However, modern advanced user models, often designed as cognitive behavior simulators, are incompatible with modern machine learning pipelines and computationally prohibitive for most practical applications. We address this problem by introducing widely-applicable differentiable surrogates for bypassing this computational bottleneck; the surrogates enable computationally efficient inference with modern cognitive models. We show experimentally that modeling capabilities comparable to the only available solution, existing likelihood-free inference methods, are achievable with a computational cost suitable for online applications. Finally, we demonstrate how AI-assistants can now use cognitive models for online interaction in a menu-search task, which has so far required hours of computation during interaction.Comment: Accepted for publication in The 39th Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence (UAI) 202

The evolution of cellular deficiency in GATA2 mutation.

To access publisher's full text version of this article click on the hyperlink at the bottom of the pageConstitutive heterozygous GATA2 mutation is associated with deafness, lymphedema, mononuclear cytopenias, infection, myelodysplasia (MDS), and acute myeloid leukemia. In this study, we describe a cross-sectional analysis of 24 patients and 6 relatives with 14 different frameshift or substitution mutations of GATA2. A pattern of dendritic cell, monocyte, B, and natural killer (NK) lymphoid deficiency (DCML deficiency) with elevated Fms-like tyrosine kinase 3 ligand (Flt3L) was observed in all 20 patients phenotyped, including patients with Emberger syndrome, monocytopenia with Mycobacterium avium complex (MonoMAC), and MDS. Four unaffected relatives had a normal phenotype indicating that cellular deficiency may evolve over time or is incompletely penetrant, while 2 developed subclinical cytopenias or elevated Flt3L. Patients with GATA2 mutation maintained higher hemoglobin, neutrophils, and platelets and were younger than controls with acquired MDS and wild-type GATA2. Frameshift mutations were associated with earlier age of clinical presentation than substitution mutations. Elevated Flt3L, loss of bone marrow progenitors, and clonal myelopoiesis were early signs of disease evolution. Clinical progression was associated with increasingly elevated Flt3L, depletion of transitional B cells, CD56(bright) NK cells, naïve T cells, and accumulation of terminally differentiated NK and CD8(+) memory T cells. These studies provide a framework for clinical and laboratory monitoring of patients with GATA2 mutation and may inform therapeutic decision-making.Lymphoma and Leukaemia Research British Society of Hematology Bright Red George Walker Trust Wellcome Trus

Distribution and medical impact of loss-of-function variants in the Finnish founder population.

Exome sequencing studies in complex diseases are challenged by the allelic heterogeneity, large number and modest effect sizes of associated variants on disease risk and the presence of large numbers of neutral variants, even in phenotypically relevant genes. Isolated populations with recent bottlenecks offer advantages for studying rare variants in complex diseases as they have deleterious variants that are present at higher frequencies as well as a substantial reduction in rare neutral variation. To explore the potential of the Finnish founder population for studying low-frequency (0.5-5%) variants in complex diseases, we compared exome sequence data on 3,000 Finns to the same number of non-Finnish Europeans and discovered that, despite having fewer variable sites overall, the average Finn has more low-frequency loss-of-function variants and complete gene knockouts. We then used several well-characterized Finnish population cohorts to study the phenotypic effects of 83 enriched loss-of-function variants across 60 phenotypes in 36,262 Finns. Using a deep set of quantitative traits collected on these cohorts, we show 5 associations (p<5×10⁻⁸) including splice variants in LPA that lowered plasma lipoprotein(a) levels (P = 1.5×10⁻¹¹⁷). Through accessing the national medical records of these participants, we evaluate the LPA finding via Mendelian randomization and confirm that these splice variants confer protection from cardiovascular disease (OR = 0.84, P = 3×10⁻⁴), demonstrating for the first time the correlation between very low levels of LPA in humans with potential therapeutic implications for cardiovascular diseases. More generally, this study articulates substantial advantages for studying the role of rare variation in complex phenotypes in founder populations like the Finns and by combining a unique population genetic history with data from large population cohorts and centralized research access to National Health Registers

Woodward säätäjän ongelmat ja toiminta Wärtsilän W20 koneessa

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tutustua Woodward säätäjien perus toimintaan Wärtsilän apukoneissa ja niissä esiintyviin ongelmiin. Työssä pyritään käymään läpi woodward säätäjän toimintojen lisäksi laivalla mahdollisesti eteen tulevia ongelmatilanteita ja niiden ratkaisuja

Differentioituvat käyttäjämallit

The increasing interaction between humans and computers has pressured computational systems to customize their behavior individually for each user. User modeling is a branch of research that has been frequently proposed to address this challenge. Notably, user models are computational representations of individual users constructed based on observed user behaviors. Current user modeling methods, however, often have limited applicability in practice. For instance, existing methods may be explicitly designed for specific user modeling scenarios or might not be compatible with gradient-based methods. The main contribution of this work is a methodology for learning differentiable user models. In particular, the proposed method trains Neural Process surrogates to imitate existing generative processes for user behavior. Enforcing differentiability on the structure of the surrogates guarantees compatibility with existing gradient-based methods. This allows, for instance, gradient-based online inference for individual user model parameters and utilization of modern computational infrastructures. The proposed approach aims to be utilizable in a wide range of user modeling scenarios with few assumptions. The proposed methodology is experimented with in two user modeling scenarios. Both experiments evaluate the capability of the learned surrogates to represent the likelihood of user behavior as a function of user parameters. As a result of these experiments, it was found that the differentiable surrogates may learn to explain user behavior with similar predictive performance to the ground-truth generative processes of user behavior if given correct user parameters. In addition, it was found that the surrogates can learn to capture the uncertainty regarding the stochasticity of generative processes for user behavior. The obtained results suggest that the learned surrogates may be successfully utilized for user parameter inference and for learning individualized user models.Ihmisten ja tietokonejärjestelmien välisen vuorovaikutuksen lisääntyminen on aiheuttanut kysynnän järjestelmille, jotka kykenevät yksilöimään toimintaansa erikseen yksittäisille käyttäjille. Käyttäjämallinnusta on usein ehdotettu ratkaisuksi tähän haasteeseen. Käyttäjämallit ovat laskennallisia malleja yksittäisistä käyttäjistä, joita voidaan rakentaa hyödyntämällä havaittua käyttäjän toimintaa. Nykyiset menetelmät saattavat kuitenkin olla suunniteltu toimimaan vain tietyissä mallinnusskenaarioissa tai ne saattavat tehdä muita rajoittavia oletuksia. Tämän työn pääkontribuutio on metodologia differentioituvien käyttäjämallien oppimiseksi. Ehdotetun menetelmän keskiössä on neuroprosessien kouluttaminen olemassa olevien käyttäjien toimintaa selittävien prosessien surrogaateiksi. Surrogaattien differentioituva rakenne mahdollistaa gradienttipohjaisten menetelmien hyödyntämisen. Differentioituvuus mahdollistaa esimerkiksi yksilöllisten käyttäjäparametrien gradienttipohjaiseen päättelyn tai nykyaikaisten laskentainfrastruktuurien hyödyntämiseen. Kyseinen metodologia pyrkii tekemään mahdollisimman vähän rajoittavia oletuksia ja on sovellettavissa laajalti erilaisiin käyttäjämallinnusongelmiin. Työn kokeellisessa osuudessa ehdotettua menetelmää testataan kahdessa käyttäjämallinnusongelmassa. Molemmat kokeet arvioivat opittujen surrogaattien kykyä kuvata käyttäjien käyttäytymisien todennäköisyyksiä käyttäjäparametrien funktiona. Kokeissa selvisi, että differentioituvat surrogaatit oppivat selittämään käyttäjien toimintaa käytännössä yhtä hyvin kuin käyttäjän toiminnan alun perin generoinut prosessi, olettaen että tarkat käyttäjäparametrit ovat saatavilla. Kokeissa lisäksi selvisi, että surrogaatit kykenevät ottamaan käyttäjien toimintaa generoivien prosessien stokastisuuden huomioon. Tuloksista voidaan tulkita, että opittuja surrogaatteja voidaan hyödyntää yksilöllisten käyttäjäparametrien päättelyyn, ja siten myös yksilöllisten käyttäjämallien oppimiseen

Mikä on mieskasvattajan merkitys varhaiskasvatusikäisille? : Tarkastelussa isät ja ammatilliset mieskasvattajat.

This thesis is an integrative literary review, with descriptive and systematic features. The aim of this thesis was to bring out current research data regarding male educators and to gather a cohesive compilation in Finnish out of a scattered research field. This was done in order to give a clear picture of the importance of males in the lives of children aged 0–7 and the effects on children’s development. The aim was also to provide our commissioner with current scientific evidence concerning the importance of fatherhood, while at the same time starting up broader discussion about an important topic, which is too often ignored. This thesis also aimed to benefit early childhood educators, parents and especially males in order for them to see their own worth and necessity as educators. The research question for this thesis was: “what is the significance of male educators for children aged 0–7?”. This question was divided into two more focused sub-questions: “what significances of professional male educators can be found in researches?” and “what significances of fathers can be found in researches?”. The method used in this thesis was an integrative literary review. Thematising and quantifying were used in the data-analysis part of this study. 39 research articles written in English passed our criteria, which formed our sample. During the reading process, the sample was focused down to the 24 most relevant articles, forming our research material. Based on the findings of this thesis, it is evident, that fathers have a unique effect on a child’s development. The father’s parenting style differs from the mothers’, which researchers summarize like this: the upbringing by a father challenges the child to expand his/her world outwards, whereas a mother’s upbringing safeguards the child’s inner world. In practise this means that fathers strengthen the developmental aspects that children need when facing strange situations and people. Research data also shows that children benefit from having men working in the early childhood education sector. Children desire people to identify with as well as role models. Children identify more with people of their own gender. Researchers are unanimous about the fact that in its current state the early childhood sector provides a quite limited amount of diverse role models. Boys are especially underprivileged in this regard as male presence is nearly non-existent in the early childhood sector. Male educators have a positive effect on both girls’ and boys’ physical development, risk-taking ability and according to some researchers they have positive outcomes regarding children’s school readiness. This thesis also illustrates that there’s still a lot of research gap regarding male educators.Tämä opinnäytetyö on integroiva kirjallisuuskatsaus, jossa on kuvailevia ja systemaattisia piirteitä. Tämän työn tavoitteena oli tuoda esiin ajankohtaista tutkimustietoa liittyen miespuolisiin kasvattajiin ja koota hajanaisesta tutkimusaiheesta yhtenäinen, suomenkielinen kooste, jonka tulokset antavat selkeää kuvaa miesten merkityksestä varhaiskasvatusikäisille lapsille ja heidän kehitykselleen. Tavoitteena oli tarjota toimeksiantajallemme ajankohtaista tieteellistä näyttöä isyyden merkityksestä, herättäen samalla nykyistä laajempaa keskustelua tärkeästä aiheesta, joka liian usein jää huomioimatta. Tällä opinnäytetyöllä pyrittiin myös hyödyttämään varhaiskasvattajia, vanhempia sekä varsinkin miehiä näkemään omaa arvoaan ja tarpeellisuuttaan kasvattajina. Tutkimuskysymyksenä oli: “mikä on mieskasvattajan merkitys varhaiskasvatusikäisille?”. Kysymys jakautui vielä kahteen tarkentavaan alakysymykseen: “mikä on ammatillisen mieskasvattajan merkitys lapsen kehitykselle tutkimusten perusteella?” ja “mikä on isän merkitys lapsen kehitykselle tutkimusten perusteella?”. Tutkimusmenetelmänä oli integroiva kirjallisuuskatsaus ja aineistoanalyysissä käytettiin työkaluina teemoittelua ja kvantifiointia. Kriteerit täyttävistä artikkeleista saatiin 39 englanninkielisen tutkimusartikkelin otanta, joista tarkentui lukuprosessin aikana 24 relevanteimman tutkimuksen tutkimusaineisto. Tämän opinnäytetyön löydösten perusteella, on näyttöä sille, että isillä on uniikki vaikutus lapsen kehitykseen. Isän kasvatustyyli eroaa äidin kasvatustyylistä, jonka tutkijat tiivistävät näin: isän kasvatus haastaa lasta laajentamaan maailmaansa ulospäin, kun taas äiti tuo turvaa lapsen sisäiseen maailmaan. Käytännössä tämä tarkoittaa isän kasvatuksen vahvistavan lapsen kehityksen osa-alueita, joita hän tarvitsee uusien tilanteiden ja ihmisten kohtaamiseen. Tutkimusten perusteella lapset myös hyötyvät miehistä päiväkodissa. Lapset kaipaavat samaistumisen kohteita ja roolimalleja. Lapset samaistuvat enemmän oman sukupuolensa edustajiin. Tutkijat ovat yksimielisiä siitä, että nykytilassaan päiväkoti tarjoaa melko rajallisen määrän monipuolisia roolimalleja. Varsinkin pojat ovat tässä suhteessa heikossa asemassa miesten läsnäolon ollessa lähes olematon varhaiskasvatuslaitoksissa. Miesvarhaiskasvattajat vaikuttavat positiivisesti sekä tyttöjen, että poikien fyysiseen kehitykseen, riskienottotaitoon ja joidenkin tutkijoiden mukaan myös lasten kouluvalmiuteen. Tämä opinnäytetyö osoittaa myös, että mieskasvattajiin liittyvässä tutkimuksessa on vielä laajaa tutkimusaukkoa

Differentiable user models

| openaire: EC/H2020/951847/EU//ELISE | openaire: EC/H2020/952026/EU//HumanE-AI-NetProbabilistic user modeling is essential for building machine learning systems in the ubiquitous cases with humans in the loop. However, modern advanced user models, often designed as cognitive behavior simulators, are incompatible with modern machine learning pipelines and computationally prohibitive for most practical applications. We address this problem by introducing widely-applicable differentiable surrogates for bypassing this computational bottleneck; the surrogates enable computationally efficient inference with modern cognitive models. We show experimentally that modeling capabilities comparable to the only available solution, existing likelihood-free inference methods, are achievable with a computational cost suitable for online applications. Finally, we demonstrate how AI-assistants can now use cognitive models for online interaction in a menu-search task, which has so far required hours of computation during interaction.Peer reviewe