UIMUIM
UIM | Zeta - Math JournalUIM | Zeta - Math JournalThis study systematically evaluates the machine learning robustness of Multi-Layer Perceptrons (MLPs) and Logistic Regression (LR) models against data perturbations using the MNIST handwritten digit dataset. Despite their foundational roles in machine learning, the comparative resilience of MLPs and LR to diverse perturbations—such as noise, geometric distortions, and adversarial attacks—remains underexplored. This gap is critical, as real-world applications (e.g., healthcare, autonomous systems) often operate with imperfect data, yet practitioners lack actionable insights into model selection under such conditions. Existing studies predominantly focus on complex deep networks or isolated perturbation types, overlooking simpler models like LR and holistic evaluations. To address this, we test three perturbation categories: Gaussian noise (𝜎 = 0.1 to 1.0), salt-and-pepper noise (𝑝 = 0.1 to 0.5), rotational distortions (5∘ to 30∘), and adversarial attacks (FGSM with 𝜖 = 0.05 to 0.30). Both models were trained on 60,000 MNIST samples and tested on 10,000 perturbed images. Results demonstrate that MLPs exhibit superior robustness under moderate noise and rotations, achieving baseline accuracies of 97.07% (vs. LRs 92.63%). For Gaussian noise (𝜎 = 0.5), MLP retained 35.35% accuracy compared to LRs 23.91%. However, adversarial attacks (FGSM, 𝜖 = 0.30) reduced MLP accuracy to 0.20%, revealing critical vulnerabilities. Statistical analysis (paired t-tests, (𝑝 < 0.05)) confirmed significant performance differences across perturbation levels. A linear regression (𝑅2 = 0.98) further quantified MLPs predictable accuracy decline with Gaussian noise intensity. These findings underscore the necessity of robustness-aware model selection in noise-prone environments and highlight urgent needs for adversarial defense mechanisms in MLPs. Practitioners are advised to prioritize MLPs for tasks with moderate distortions, while future work should integrate robustness enhancements like adversarial training.
This study demonstrates that Multi-Layer Perceptrons (MLPs) generally exhibit higher robustness compared to Logistic Regression (LR) under moderate noise and rotational distortions.However, both models are vulnerable to extreme perturbations, with performance collapsing at high noise levels or significant rotations.The research highlights the critical need for adversarial defense mechanisms in MLPs, as they are highly susceptible to adversarial attacks despite their robustness to random noise.These findings provide practical guidance for model selection in noise-prone environments and emphasize the importance of integrating robustness enhancements into machine learning workflows.
Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan untuk mengeksplorasi arsitektur hibrida yang menggabungkan keunggulan MLPs dalam menangani noise moderat dengan mekanisme pertahanan terhadap serangan adversarial. Selain itu, penting untuk menyelidiki metode peningkatan robustas seperti adversarial training dan input preprocessing yang dapat diterapkan pada MLPs untuk meningkatkan ketahanannya terhadap berbagai jenis gangguan. Studi komparatif yang lebih luas juga diperlukan untuk mengevaluasi kinerja model-model machine learning yang berbeda pada dataset yang lebih kompleks dan representatif, serta untuk mengidentifikasi faktor-faktor kunci yang mempengaruhi robustas model dalam skenario dunia nyata. Penelitian ini dapat membantu mengembangkan model machine learning yang lebih andal dan aman untuk digunakan dalam berbagai aplikasi kritis, seperti sistem otonom dan diagnosis medis.
- ZOO | Proceedings of the 10th ACM Workshop on Artificial Intelligence and Security. zoo proceedings 10th... doi.org/10.1145/3128572.3140448ZOO Proceedings of the 10th ACM Workshop on Artificial Intelligence and Security zoo proceedings 10th doi 10 1145 3128572 3140448
- A Robustness Study of Multi-Layer Perceptrons and Logistic Regression to Data Perturbation: MNIST Dataset... doi.org/10.31102/zeta.2025.10.1.39-50A Robustness Study of Multi Layer Perceptrons and Logistic Regression to Data Perturbation MNIST Dataset doi 10 31102 zeta 2025 10 1 39 50
- Adversarial attacks on machine learning systems for high-frequency trading | Proceedings of the Second... dl.acm.org/doi/10.1145/3490354.3494367Adversarial attacks on machine learning systems for high frequency trading Proceedings of the Second dl acm doi 10 1145 3490354 3494367
| File size | 763.22 KB |
| Pages | 12 |
| DMCA | Report |
Related /
INTERNATIONALPUBLISHERINTERNATIONALPUBLISHER Akurasi setiap metode dievaluasi menggunakan Mean Absolute Percentage Error (MAPE) sebagai metrik utama. Penelitian ini memberikan kontribusi penting bagiAkurasi setiap metode dievaluasi menggunakan Mean Absolute Percentage Error (MAPE) sebagai metrik utama. Penelitian ini memberikan kontribusi penting bagi
UNIMUNIM Oleh karena itu, peningkatan minat dan motivasi belajar matematika memerlukan strategi pembelajaran inovatif, kontekstual, dan berpusat pada siswa, disertaiOleh karena itu, peningkatan minat dan motivasi belajar matematika memerlukan strategi pembelajaran inovatif, kontekstual, dan berpusat pada siswa, disertai
UNIMUNIM Penerapan model ini menunjukkan guru mampu mengelola proses pembelajaran dengan baik, siswa terlibat aktif, dan hasil belajar siswa mencapai ketuntasanPenerapan model ini menunjukkan guru mampu mengelola proses pembelajaran dengan baik, siswa terlibat aktif, dan hasil belajar siswa mencapai ketuntasan
AKSAQILAJURNALAKSAQILAJURNAL Studi ini menekankan bahwa persepsi sosial adalah konstruksi sosial yang terbentuk melalui interaksi digital, bukan hanya terpengaruh oleh paparan iklanStudi ini menekankan bahwa persepsi sosial adalah konstruksi sosial yang terbentuk melalui interaksi digital, bukan hanya terpengaruh oleh paparan iklan
POLITEKNIKJAMBIPOLITEKNIKJAMBI Penelitian ini berguna dalam memprediksi hasil produksi di masa yang akan datang sehingga nantinya dapat membantu pihak manajemen perusahaan dalam menentukanPenelitian ini berguna dalam memprediksi hasil produksi di masa yang akan datang sehingga nantinya dapat membantu pihak manajemen perusahaan dalam menentukan
UNBINUNBIN Berdasarkan hasil wawancara yang telah dilakukan, terdapat indikasi bahwa proses prediksi ketersediaan barang yang dilakukan selama ini masih belum efektif,Berdasarkan hasil wawancara yang telah dilakukan, terdapat indikasi bahwa proses prediksi ketersediaan barang yang dilakukan selama ini masih belum efektif,
ATMALUHURATMALUHUR Dominant predictor variables include maternal education, economic status, sanitation, and spatial-temporal data. In conclusion, machine learning holdsDominant predictor variables include maternal education, economic status, sanitation, and spatial-temporal data. In conclusion, machine learning holds
MKRIMKRI Dibuat semacam Badan Usaha Milik Desa dimana saham dimiliki oleh masyarakat desa dan pemerintah daerah. Bagi pemilik tanah yang kebetulan ada sumber mataDibuat semacam Badan Usaha Milik Desa dimana saham dimiliki oleh masyarakat desa dan pemerintah daerah. Bagi pemilik tanah yang kebetulan ada sumber mata
Useful /
JOURNALSTKIPPGRISITUBONDOJOURNALSTKIPPGRISITUBONDO Tujuan penelitian ini adalah menganalisis pengelolaan informasi, strategi pemasaran, serta mekanisme monetisasi yang diterapkan melalui proses editorialTujuan penelitian ini adalah menganalisis pengelolaan informasi, strategi pemasaran, serta mekanisme monetisasi yang diterapkan melalui proses editorial
UNIMUNIM Analisis korelasi menunjukkan adanya hubungan yang kuat antar polutan, khususnya antara PM2. 5 dan PM10, serta hubungan terbalik antara O₃ dan NO₂.Analisis korelasi menunjukkan adanya hubungan yang kuat antar polutan, khususnya antara PM2. 5 dan PM10, serta hubungan terbalik antara O₃ dan NO₂.
UNYUNY Untuk mengevaluasi kinerja material, dilakukan pengujian workability beton, kuat tekan pasta, dan kuat lentur beton setelah 3 hari pengerasan. Hasil menunjukkanUntuk mengevaluasi kinerja material, dilakukan pengujian workability beton, kuat tekan pasta, dan kuat lentur beton setelah 3 hari pengerasan. Hasil menunjukkan
MKRIMKRI Adanya kekhususan yang diberikan kepada Provinsi Aceh oleh Pemerintah Pusat Republik Indonesia adalah bagian dari upaya untuk menjalankan amanat konstitusiAdanya kekhususan yang diberikan kepada Provinsi Aceh oleh Pemerintah Pusat Republik Indonesia adalah bagian dari upaya untuk menjalankan amanat konstitusi