We propose to adopt statistical regression as the projection operator to enable data-driven learning of the operators in the Mori--Zwanzig formalism. We present a principled method to extract the Markov and memory operators for any regression models. We show that the choice of linear regression results in a recently proposed data-driven learning algorithm based on Mori's projection operator, which is a higher-order approximate Koopman learning method. We show that more expressive nonlinear regression models naturally fill in the gap between the highly idealized and computationally efficient Mori's projection operator and the most optimal yet computationally infeasible Zwanzig's projection operator. We performed numerical experiments and extracted the operators for an array of regression-based projections, including linear, polynomial, spline, and neural-network-based regressions, showing a progressive improvement as the complexity of the regression model increased. Our proposition provides a general framework to extract memory-dependent corrections and can be readily applied to an array of data-driven learning methods for stationary dynamical systems in the literature.


翻译:我们提出采用统计回归作为投影算子,以实现Mori-Zwanzig形式体系中算子的数据驱动学习。我们提出了一种基于原则的方法,能够为任意回归模型提取马尔可夫算子与记忆算子。研究表明,线性回归的选择会得到一种近期提出的基于Mori投影算子的数据驱动学习算法,该算法本质上是高阶近似Koopman学习方法。同时我们发现,更具表达力的非线性回归模型能够自然地填补高度理想化且计算高效的Mori投影算子与最优但计算不可行的Zwanzig投影算子之间的空白。我们通过数值实验,针对一系列基于回归的投影方法(包括线性回归、多项式回归、样条回归和神经网络回归)提取了相应算子,结果表明随着回归模型复杂度的提升,性能呈现渐进式改善。本提案为提取记忆依赖修正项提供了通用框架,可直接应用于文献中多种针对平稳动力系统的数据驱动学习方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年7月15日
专知会员服务
78+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
29+阅读 · 2020年10月24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
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28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
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
【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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
5+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
0+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
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
8+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 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月6日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月5日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
10+阅读 · 6月15日
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28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
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
【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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
5+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
0+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
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
8+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 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员