We train deep learning models on thousands of galaxy catalogues from the state-of-the-art hydrodynamic simulations of the CAMELS project to perform regression and inference. We employ Graph Neural Networks (GNNs), architectures designed to work with irregular and sparse data, like the distribution of galaxies in the Universe. We first show that GNNs can learn to compute the power spectrum of galaxy catalogues with a few percent accuracy. We then train GNNs to perform likelihood-free inference at the galaxy-field level. Our models are able to infer the value of $\Omega_{\rm m}$ with a $\sim12\%-13\%$ accuracy just from the positions of $\sim1000$ galaxies in a volume of $(25~h^{-1}{\rm Mpc})^3$ at $z=0$ while accounting for astrophysical uncertainties as modelled in CAMELS. Incorporating information from galaxy properties, such as stellar mass, stellar metallicity, and stellar radius, increases the accuracy to $4\%-8\%$. Our models are built to be translational and rotational invariant, and they can extract information from any scale larger than the minimum distance between two galaxies. However, our models are not completely robust: testing on simulations run with a different subgrid physics than the ones used for training does not yield as accurate results.


翻译:我们在CAMELS项目最先进的流体动力学模拟中,对数千个星系目录训练深度学习模型,以执行回归和推断。我们采用图神经网络(GNNs)——专为处理不规则和稀疏数据(如宇宙中星系的分布)而设计的架构。首先,我们证明GNN能以百分之几的精度学习计算星系目录的功率谱。随后,我们训练GNN在星系场层面进行无似然推断。我们的模型仅根据红移$z=0$时体积为$(25~h^{-1}{\rm Mpc})^3$的约1000个星系的位置推断$\Omega_{\rm m}$,精度达$\sim12\%-13\%$,同时考虑了CAMELS模型中建模的天体物理不确定性。若纳入星系属性信息(如恒星质量、恒星金属丰度和恒星半径),精度可提升至$4\%-8\%$。我们的模型具有平移和旋转不变性,能够从大于两个星系间最小距离的任何尺度提取信息。然而,这些模型并非完全鲁棒:在采用与训练集不同的子网格物理参数进行模拟测试时,结果并未达到同等精度。

0
下载
关闭预览

相关内容

Samsung Galaxy(盖乐世)系列智能手机,整体定位于终端市场,是三星手机系列中的精品
专知会员服务
41+阅读 · 2020年9月6日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月26日
Arxiv
31+阅读 · 2020年9月21日
VIP会员
最新内容
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
2+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
7+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
10+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
6+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
9+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员