Verifying Inverse Model Neural Networks

Auteurs : Chelsea Sidrane, Sydney Katz, Anthony Corso, Mykel J. Kochenderfer

Reformatted and fixed typos
Licence : CC BY-SA 4.0

Résumé : Inverse problems exist in a wide variety of physical domains from aerospace engineering to medical imaging. The goal is to infer the underlying state from a set of observations. When the forward model that produced the observations is nonlinear and stochastic, solving the inverse problem is very challenging. Neural networks are an appealing solution for solving inverse problems as they can be trained from noisy data and once trained are computationally efficient to run. However, inverse model neural networks do not have guarantees of correctness built-in, which makes them unreliable for use in safety and accuracy-critical contexts. In this work we introduce a method for verifying the correctness of inverse model neural networks. Our approach is to overapproximate a nonlinear, stochastic forward model with piecewise linear constraints and encode both the overapproximate forward model and the neural network inverse model as a mixed-integer program. We demonstrate this verification procedure on a real-world airplane fuel gauge case study. The ability to verify and consequently trust inverse model neural networks allows their use in a wide variety of contexts, from aerospace to medicine.

Soumis à arXiv le 04 Fév. 2022

Explorez l'arbre d'article

Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel

Accédez également à nos Résumés, ou posez des questions sur cet article à notre Assistant IA.

Recherchez des articles similaires (en version bêta)

En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.