新軟件HyperTools將復(fù)雜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化形狀

可觀察Universe中的每個(gè)數(shù)據(jù)集都具有基本幾何或形狀，但該結(jié)構(gòu)可能非常復(fù)雜。為了更容易地顯示復(fù)雜的數(shù)據(jù)集，達(dá)特茅斯研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了HyperTools - 一個(gè)開源軟件包，它利用一套數(shù)學(xué)技術(shù)通過它們反映的底層幾何結(jié)構(gòu)獲得關(guān)于高維數(shù)據(jù)集的直覺。研究結(jié)果發(fā)表在機(jī)器學(xué)習(xí)研究雜志上。

HyperTools可用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化形狀或動(dòng)畫，可用于：比較不同數(shù)據(jù)集，以直觀方式深入了解底層模式，跨數(shù)據(jù)集進(jìn)行概括，以及開發(fā)和測試與大數(shù)據(jù)相關(guān)的理論。

“我們作為現(xiàn)代科學(xué)家所面對的數(shù)據(jù)集可能非常復(fù)雜，往往反映出許多相互作用的成分，”資深作者，心理學(xué)和腦科學(xué)助理教授，達(dá)特茅斯語境動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任Jeremy R. Manning解釋道。“我們的工具將復(fù)雜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的三維形狀，可以直觀地進(jìn)行檢查和比較。基本上，我們利用視覺系統(tǒng)的驚人能力在我們周圍的世界中找到模式，以便在復(fù)雜的科學(xué)數(shù)據(jù)中找到模式。”

研究人員演示了HyperTools如何應(yīng)用于各種類型的數(shù)據(jù)。在論文中，他們展示了可視化：大腦活動(dòng)，電影幀和觀看這些幀的大腦反應(yīng); 從1875年到2013年，地球表面溫度測量值的變化; 以及希拉里克林頓和唐納德特朗普在2016年美國總統(tǒng)競選期間發(fā)布的政治推文的主題內(nèi)容。

除了使用HyperTools直接理解數(shù)據(jù)的幾何結(jié)構(gòu)外，該工具揭示的見解還可用于指導(dǎo)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的開發(fā)。例如，數(shù)據(jù)可視化可以揭示不同類型的觀察如何形成結(jié)構(gòu)化的不同群集(例如特朗普推文與克林頓推文)，可用于理解群體之間的相似性和差異。

作為HyperTools工具箱的一部分，Manning的實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)開發(fā)和發(fā)布其他類型的幾何可視化分析，包括最近推出的文本分析。