Machine Learning Architecture and Design Patterns

Last update: December 18th, 2021

Practitioners and researchers study best practices to design machine learning (ML) application
systems and software to address quality and constraint problems. Such practices are often
formalized as design patterns. In this study, a multi-vocal literature review identified 15 software engineering design patterns for ML applications. A questionnaire survey inquired about ML developers’ use of the ML design patterns to validate them in practice. 118 ML developers responded to our survey. Results show that developers were unfamiliar with most of the patterns, although there are several major patterns already used by 20+% of the respondents. For all patterns, most of the respondents would consider using them in future designs. As the respondents became more consistent in their approach to design problems by reuse, the pattern usage ratio increased. These findings suggest that there are opportunities to increase the patterns’ adoption in practice by raising awareness of such patterns within the community.

Project members

  • Hironori Washizaki, Dept. of Computer Science and Engineering, Waseda University, Tokyo, Japan, National Institute of Informatics, Tokyo, Japan
  • Yann-Gael Gueheneuc, Ptidej Team, DGIGL, Ecole Polytechnique de Montreal, Quebec, Canada
  • Foutse Khomh, Ptidej Team, DGIGL, Ecole Polytechnique de Montreal, Quebec, Canada
  • Hironori Takeuchi
  • Naotake Natori
  • Takuo Doi
  • Satoshi Okuda
  • Nobukazu Yoshioka

Funds and Grants

This work was supported by JST-Mirai JPMJMI20B8 Engineerable AI Project, JSPS JPJSBP 120209936, and KAKENHI 21KK0179.

Publications

Others and Data

Contact

Project leader: Hironori Washizaki, washizaki [at] waseda.jp

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JAIST金沢駅前オフィスにて、スマートエスイーコンソーシアムによりJAIST・石川県庁・ISICO・コマツほか関係各位と連携して二日間の機械学習・深層学習 研修(基礎編)を実施。熱心なご参加、有難うございました!

鷲崎教授がJASPICアジャイル分科会にてアジャイル品質パターンについて講演・QA2AQパターンカードを用いたワークショップを実施

鷲崎教授がJASPICアジャイル分科会にてアジャイル品質パターンについて講演・QA2AQパターンカードを用いたワークショップを実施。アジャイル品質の課題や体験を参加者間で共有いただきました。QA2AQはもっか日本語訳を進めており、年内中には公開できればと思います。

  • 鷲崎弘宜, アジャイル品質パターン, JASPICアジャイル分科会, 2019年11月19日

AI・IoT×ビジネスの社会人教育enPiT-Proスマートエスイー(代表: 鷲崎)は IMS Japan賞 特別賞を受賞

AI・IoT×ビジネスの社会人教育enPiT-Proスマートエスイー(代表: 鷲崎)は IMS Japan賞 特別賞を受賞しました。e-Learning大賞に続いての受賞。講師や連携機関ほか関係各位、熱心な受講生の皆様に御礼申し上げますとともにますます丁寧に、より内容を高めつつ広げてまいります。

The team PICOPICOPON incl. M0 Ryoya Yoshimura (as contestant) and M2 Remin Kasahara (as coach) won the 11th place among 65 teams at ACM-ICPC 2019 Yokohama Regional. The team CoprimE incl. Ryo Ishizuka (as coach) won 52nd place.

The team PICOPICOPON incl. M0 Ryoya Yoshimura (as contestant) and M2 Remin Kasahara (as coach) won the 11th place among 65 teams at ACM-ICPC 2019 Yokohama Regional. The team CoprimE incl. Ryo Ishizuka (as coach) won the 52nd place. Congratulations!

研究室 M0 吉村君(選手)、M2 笠原君(コーチ)が参画するチーム PICOPICOPON が ACM-ICPC 2019 Yokohama Regional にて65チーム中11位の成績を収めました。また、M2 石塚君(コーチ)が参画するチーム CoprimE が52位の成績を収めました。おめでとう!

スマートエスイーセミナーにて機械学習システムの33のアーキテクチャパターンおよびデザインパターンを紹介

スマートエスイーセミナーにて機械学習システムの33のアーキテクチャパターンおよびデザインパターンを紹介させていただきました。多くのご参加ならびにワークショップ参画、有難うございました。講演資料を掲載いたします。IWESEP2019 にもぜひご参加ください。

Agile Tour Osakaにてアジャイル品質パターンのワークショップを実施

Agile Tour Osakaにてアジャイル品質パターンのワークショップを実施。多くのご参加、有難うございました!ご要望がありましたので、アジャイル品質パターンカードを掲載しました。ぜひご利用ください。パターン記述の和訳は今月中を目途に公開を予定しています。

Industrial Case Study on Time Series Analysis of Metrics Changes Based on GQM Models accepted for IWESEP 2019

Kiyoshi Honda, Hironori Washizaki, Yoshiaki Fukazawa, Masahiro Taga and Akira Matsuzaki, “Industrial Case Study on Time Series Analysis of Metrics Changes Based on GQM Models,” The 10th International Workshop on Empirical Software Engineering in Practice (IWESEP 2019), Tokyo, Japan, on December 13-14, 2019.