Reservoir computing offers a lightweight framework for forecasting dynamical systems but may struggle to capture long-range dependencies due to limited representational capacity. Conventional reservoir computing recurrently uses trainable reservoirs with hyperparameter sensitivity, while the next-generation reservoir computing removes recurrence at the cost of rapidly growing feature dimensions. Here, we develop Kolmogorov-Arnold Reservoir Computing (KARC), which replaces reservoirs with explicit basis-function expansions inspired by the Kolmogorov-Arnold representation theorem. We rigorously show that KARC is a lightweight design of Kolmogorov-Arnold networks (KANs), preserving the potential expressive capacity of KANs while admitting efficient closed-form training of reservoir computing. At comparable cost, KARC outperforms existing reservoir computing methods on challenging benchmarks including partial differential equations. It can also be integrated with generative diffusion models for text-to-image generation. This work thus establishes a principled bridge between reservoir computing and KANs, enabling efficient and high-fidelity dynamical system forecasting.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】计算机科学,647页pdf,Computer Science
专知会员服务
46+阅读 · 2021年5月10日
YOLOv5 深度可视化解析
CVer
27+阅读 · 2020年8月16日
【泡泡图灵智库】LIMO: LiDAR-单目相机视觉里程计(arXiv)
泡泡机器人SLAM
48+阅读 · 2019年5月14日
【泡泡图灵智库】GCNv2:高效关联预测实时SLAM(arXiv)
泡泡机器人SLAM
45+阅读 · 2019年4月15日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
37+阅读 · 2019年11月7日
VIP会员
最新内容
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
6+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
2+阅读 · 6月21日
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
9+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
11+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员