Recent research has provided a wealth of evidence highlighting the pivotal role of high-order interdependencies in supporting the information-processing capabilities of distributed complex systems. These findings may suggest that high-order interdependencies constitute a powerful resource that is, however, challenging to harness and can be readily disrupted. In this paper we contest this perspective by demonstrating that high-order interdependencies can not only exhibit robustness to stochastic perturbations, but can in fact be enhanced by them. Using elementary cellular automata as a general testbed, our results unveil the capacity of dynamical noise to enhance the statistical regularities between agents and, intriguingly, even alter the prevailing character of their interdependencies. Furthermore, our results show that these effects are related to the high-order structure of the local rules, which affect the system's susceptibility to noise and characteristic times-scales. These results deepen our understanding of how high-order interdependencies may spontaneously emerge within distributed systems interacting with stochastic environments, thus providing an initial step towards elucidating their origin and function in complex systems like the human brain.


翻译:最近的研究提供了大量证据,凸显了高阶相互依赖在支撑分布式复杂系统信息处理能力中的关键作用。这些发现可能表明,高阶相互依赖构成了一种强大但难以利用且易被破坏的资源。本文通过证明高阶相互依赖不仅对随机扰动具有鲁棒性,甚至能被其增强而挑战了这一观点。以初等元胞自动机作为通用测试平台,我们的结果揭示了动态噪声能够增强主体间的统计规律性,且有趣的是,甚至能改变它们相互依赖的主导特征。此外,我们的结果表明,这些效应与局部规则的高阶结构有关,而后者会影响系统对噪声的敏感性和特征时间尺度。这些结果加深了我们对高阶相互依赖如何在随机环境中相互作用的分布式系统中自发涌现的理解,从而为阐明其在人脑等复杂系统中的起源与功能迈出了第一步。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
105+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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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 · 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 · 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
0+阅读 · 2023年7月11日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月10日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月6日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
最新内容
战力倍增器:自主武器系统与乌克兰及加沙冲突
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:24
人工智能赋能战场情报:提速决策进程
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:15
《拥抱新兴技术:面向未来军官的教育革新》
专知会员服务
2+阅读 · 今天15:11
《无人地面战车(UGV)的崛起》报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月16日
美陆军任务式指挥人工智能解决方案
专知会员服务
11+阅读 · 7月16日
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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
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 · 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 · 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