喜提Nature正刊！小样本机器学习突破性新方法来了！

前不久，Nature发表了一篇小样本机器学习论文，讲的是一个表格处理模型TabPFN，平均2.8s解读任意表格，开箱即用，在精度和速度上实现了突破性进展。

有人说这是电子表格的ChatGPT时刻，倒也不夸张，本身小样本机器学习对于解决数据稀缺问题就十分重要（应用场景多），如今也正处于快速发展阶段（创新空间大），关于它的研究一直是热门，现在有了如此突破，后续发展态势必将更加火爆。

目前，小样本机器学习尚有很多问题没解决，对于科研人来说，潜在创新方向或可考虑：模型架构优化、数据增强技术、跨领域迁移与泛化、绿色高效算法、安全与鲁棒性研究...

如果打算深入研究，建议看看我整理的12篇小样本机器学习论文，都是前沿成果，有参考会更容易找到思路，代码也附上了，方便各位复现。

全部论文+开源代码需要的同学看文末

Accurate predictions on small data with a tabular foundation model

方法：文章介绍的TabPFN主要针对的是小样本机器学习场景，尤其是处理小到中等规模的表格数据，通过在合成数据上预训练和改进的Transformer架构，TabPFN实现了快速高效的训练与预测，显著优于传统方法，同时具备数据生成和可解释性等基础模型特性。

创新点：

• TabPFN利用上下文学习（ICL）框架，通过生成大量合成表格数据集并训练一个基于Transformer的神经网络，自动学习和解决这些合成预测任务。

• TabPFN在表格数据建模中表现出色，特别是在中小型数据集（最多10,000个样本和500个特征）上。

• TabPFN不仅具备强大的预测性能，还展现出基础模型的特性，如数据生成、密度估计和可重用嵌入的学习。

Enhancing Few-Shot Learning with Integrated Data and GAN Model Approaches

方法：论文提出了一种小样本机器学习方法，通过结合GAN生成数据增强和模型微调，并利用MCMC采样与判别模型集成策略来校正GAN的生成和判别分布，同时采用MHLoss优化模型微调过程，从而提升模型在小样本数据上的性能和泛化能力。

创新点：

• 通过将生成对抗网络（GAN）与马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）采样相结合，提出了一种创新框架。

• 通过引入MHLoss和重新参数化的GAN集成策略，研究增强了模型的稳定性和加速了收敛过程。

• 通过MCMC采样和判别模型集成策略的结合，可以显著提高生成数据的真实性。

Few-shot image classification based on gradual machine learning

方法：论文提出了一种基于渐进式机器学习（GML）的小样本图像分类方法，通过深度网络提取图像特征，并利用因子图逐步对未标记样本进行分类，优先处理较简单的样本。这种方法显著提升了小样本学习的分类精度，并表现出更强的鲁棒性。

创新点：

• 提出了一种基于非i.i.d渐进式机器学习（GML）范式的新方法，通过在因子图中逐步进行因子推理，逐步对未标记样本进行分类。

• 设计了一个由一元和二元单调因子组成的因子图模型，这些因子可以通过现有的深度学习骨干网络轻松提取，从而实现少样本图像分类的渐进学习。

Ehrshot: An ehr benchmark for few-shot evaluation of foundation models

方法：论文提出了一个名为EHRSHOT的电子健康记录（EHR）数据集，用于评估基础模型在小样本学习中的表现。他们定义了15个临床预测任务，并预训练了一个1.41亿参数的模型CLMBR-T-base。通过在小样本场景下测试，展示了预训练模型在低数据量任务中的优势。

创新点：

• 发布了一个名为EHRSHOT的新数据集，包含来自斯坦福医学的6,739名患者的去识别化电子健康记录（EHR）结构化数据。

• 公开了CLMBR-T-base模型的权重，这是一个基于2.57百万患者的结构化EHR数据预训练的141M参数的临床基础模型。

• 定义了15个少样本临床预测任务，以评估基础模型在样本效率和任务适应性方面的优势。

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