Scalable surrogate models enable efficient emulation of computer models (or simulators), particularly when dealing with large ensembles of runs. While Gaussian Process (GP) models are commonly employed for emulation, they face limitations in scaling to truly large datasets. Furthermore, when dealing with dense functional output, such as spatial or time-series data, additional complexities arise, requiring careful handling to ensure fast emulation. This work presents a highly scalable emulator for functional data, building upon the works of Kennedy and O'Hagan (2001) and Higdon et al. (2008), while incorporating the local approximate Gaussian Process framework proposed by Gramacy and Apley (2015). The emulator utilizes global GP lengthscale parameter estimates to scale the input space, leading to a substantial improvement in prediction speed. We demonstrate that our fast approximation-based emulator can serve as a viable alternative to the methods outlined in Higdon et al. (2008) for functional response, while drastically reducing computational costs. The proposed emulator is applied to quickly calibrate the multiphysics continuum hydrodynamics simulator FLAG with a large ensemble of 20000 runs. The methods presented are implemented in the R package FlaGP.


翻译:可扩展的代理模型能够有效模拟计算机模型(或仿真器),特别是在处理大规模运行集合时。虽然高斯过程(GP)模型常用于仿真建模,但其在处理真正大规模数据集时存在可扩展性限制。此外,当涉及密集的函数输出(如空间或时间序列数据)时,会产生额外的复杂性,需要谨慎处理以确保快速仿真。本研究基于Kennedy与O'Hagan(2001)和Higdon等人(2008)的工作,结合Gramacy与Apley(2015)提出的局部近似高斯过程框架,提出了一种高度可扩展的函数数据仿真器。该仿真器利用全局GP长度尺度参数估计对输入空间进行缩放,从而显著提升预测速度。我们证明,基于快速近似的仿真器可作为Higdon等人(2008)提出的函数响应方法的有效替代方案,同时大幅降低计算成本。所提出的仿真器被应用于快速校准多物理场连续介质流体动力学模拟器FLAG,其中包含20000次运行的大规模集合。相关方法已在R软件包FlaGP中实现。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17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
【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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
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
2+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
0+阅读 · 23分钟前
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
0+阅读 · 34分钟前
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
6+阅读 · 4月23日
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
3+阅读 · 4月23日
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
10+阅读 · 4月23日
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 4月23日
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 4月23日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
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
2+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员