cond = np.isclose(df.prob.values[:, (None)], list(prob_dict.keys()), atol=
    10 ** -4)
indi = np.argwhere(cond)[:, (1)]
df['cat'] = np.array(list(prob_dict.values()))[indi]
Сопоставление ключей dict со столбцом кадра данных pandas, если они близки