This study proposes a novel framework to estimate parameters for reproducing target multicellular patterns using an agent-based model (ABM). Two major challenges in multicellular ABMs are estimating cell-level parameters (agent-specific variables) and quantitatively evaluating the topological characteristics of multicellular arrangements under stochastic cell proliferation and death. To address these challenges, we integrate two approaches: Betti vectors and inverse surrogate modeling. The Betti vectors obtained through topological data analysis can consistently represent features of a wide range of multicellular spatial configurations. The inverse surrogate modeling enables direct inference of the corresponding ABM parameters from the target patterns. We validated the proposed framework using zebrafish pigment pattern formation, a representative model of pattern formation driven by multicellular interactions. The results demonstrate that our framework successfully estimates ABM parameters and outperforms conventional methods such as PointNet++. Notably, the proposed method, which used only 10% of the training data, outperformed PointNet++, which used 100% of the data, across all evaluation metrics.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

综述 | 多模态智能体框架基础与前沿
专知会员服务
12+阅读 · 8月24日
最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
【元图(Meta-Graph):元学习小样本连接预测】
专知会员服务
65+阅读 · 2020年5月31日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
用 LDA 和 LSA 两种方法来降维和做 Topic 建模
AI研习社
13+阅读 · 2018年8月24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 · 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
1+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
0+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
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 8月29日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
VIP会员
最新内容
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
8+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
12+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
11+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
相关VIP内容
综述 | 多模态智能体框架基础与前沿
专知会员服务
12+阅读 · 8月24日
最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
【元图(Meta-Graph):元学习小样本连接预测】
专知会员服务
65+阅读 · 2020年5月31日
相关基金
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
0+阅读 · 2015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
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 · 2014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