Multifidelity uncertainty propagation combines the efficiency of low-fidelity models with the accuracy of a high-fidelity model to construct statistical estimators of quantities of interest. It is well known that the effectiveness of such methods depends crucially on the relative correlations and computational costs of the available computational models. However, the question of how to automatically tune low-fidelity models to maximize performance remains an open area of research. This work investigates automated model tuning, which optimizes model hyperparameters to minimize estimator variance within a target computational budget. Focusing on multifidelity trajectory simulation estimators, the cost-versus-precision tradeoff enabled by this approach is demonstrated in a practical, online setting where upfront tuning costs cannot be amortized. Using a real-world entry, descent, and landing example, it is shown that automated model tuning largely outperforms hand-tuned models even when the overall computational budget is relatively low. Furthermore, for scenarios where the computational budget is large, model tuning solutions can approach the best-case multifidelity estimator performance where optimal model hyperparameters are known a priori. Recommendations for applying model tuning in practice are provided and avenues for enabling adoption of such approaches for budget-constrained problems are highlighted.


翻译:多保真度不确定性传播方法通过结合低保真度模型的高效性与高保真度模型的精确性,构建目标统计量的估计器。众所周知,此类方法的有效性主要取决于可用计算模型之间的相对相关性及计算成本。然而,如何通过自动调优低保真度模型以实现性能最大化,仍是亟待解决的研究课题。本研究探讨自动化模型调优方法,该方法通过优化模型超参数以最小化目标计算预算内的估计器方差。聚焦于多保真度轨迹仿真估计器,本研究在实际在线场景中展示了该方法实现的成本-精度权衡,其中前期调优成本无法被分摊。通过真实世界进入、下降与着陆案例的验证,研究表明即使总体计算预算相对较低,自动化模型调优仍显著优于人工调优模型。此外,在计算预算充足的情况下,模型调优方案能够逼近已知最优模型超参数时的最佳多保真度估计器性能。本文提供了实际应用模型调优的建议,并强调了在预算受限问题中推广此类方法的关键路径。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程, 是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。
《人机协作集成模型中的不确定性捕获》博士论文
专知会员服务
23+阅读 · 2025年10月2日
基于多模态学习的虚假新闻检测研究
专知会员服务
34+阅读 · 2023年9月8日
多模态认知计算
专知会员服务
182+阅读 · 2022年9月16日
多模态预训练模型简述
专知会员服务
115+阅读 · 2021年4月27日
机器学习在信道建模中的应用综述
专知会员服务
29+阅读 · 2021年3月16日
数据受限条件下的多模态处理技术综述
专知
22+阅读 · 2022年7月16日
自动特征工程在推荐系统中的研究
DataFunTalk
10+阅读 · 2019年12月20日
专家报告|深度学习+图像多模态融合
中国图象图形学报
12+阅读 · 2019年10月23日
「PPT」深度学习中的不确定性估计
专知
27+阅读 · 2019年7月20日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+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
6+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
2+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
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:30
多智能体协作机制
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:26
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+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
6+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
2+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员