Hopular：面向表格数据的现代霍普菲尔德网络

尽管深度学习在视觉和自然语言处理等结构化数据任务中表现出色，但在表格数据（tabular data）上的表现却未能达到预期。对于表格数据，支持向量机（SVM）、随机森林（Random Forests）以及梯度提升（Gradient Boosting）是性能最优的技术，其中梯度提升位居前列。近年来，针对表格数据设计的深度学习方法不断涌现，但在小规模数据集上仍难以超越梯度提升算法的性能。为此，我们提出了一种名为“Hopular”的新型深度学习架构，专为中等及小规模数据集设计。该架构的每一层均配备了连续型现代霍普菲尔德网络（continuous modern Hopfield networks）。这些现代霍普菲尔德网络能够利用存储的数据，识别特征-特征、特征-目标以及样本-样本之间的依赖关系。Hopular的创新之处在于：每一层均可通过霍普菲尔德网络中存储的信息，直接访问原始输入以及整个训练集。因此，Hopular能够在每一层中像标准的迭代学习算法一样，逐步更新当前模型及其预测结果。在包含少于1,000个样本的小规模表格数据集上的实验表明，Hopular在性能上超越了梯度提升、随机森林、支持向量机，以及多种现有的深度学习方法。在中等规模表格数据集（约10,000个样本）上的实验进一步显示，Hopular在性能上优于XGBoost、CatBoost、LightGBM，以及一种针对表格数据设计的先进深度学习方法。因此，Hopular为表格数据建模提供了一种极具竞争力的替代方案，展现出在中、小规模数据场景下的显著优势。