Generating physically feasible dynamics in a data-driven context is challenging, especially when adhering to physical priors expressed in specific equations or formulas. Existing methodologies often overlook the integration of physical priors, resulting in violation of basic physical laws and suboptimal performance. In this paper, we introduce a novel framework that seamlessly incorporates physical priors into diffusion-based generative models to address this limitation. Our approach leverages two categories of priors: 1) distributional priors, such as roto-translational invariance, and 2) physical feasibility priors, including energy and momentum conservation laws and PDE constraints. By embedding these priors into the generative process, our method can efficiently generate physically realistic dynamics, encompassing trajectories and flows. Empirical evaluations demonstrate that our method produces high-quality dynamics across a diverse array of physical phenomena with remarkable robustness, underscoring its potential to advance data-driven studies in AI4Physics. Our contributions signify a substantial advancement in the field of generative modeling, offering a robust solution to generate accurate and physically consistent dynamics.


翻译:在数据驱动背景下生成物理可行的动力学具有挑战性,尤其是在需要遵循以特定方程或公式表达的物理先验时。现有方法往往忽视物理先验的整合,导致违反基本物理定律且性能欠佳。本文提出一种新颖框架,将物理先验无缝融入基于扩散的生成模型以解决此局限。我们的方法利用两类先验:1)分布先验,如旋转平移不变性;2)物理可行性先验,包括能量与动量守恒定律以及偏微分方程约束。通过将这些先验嵌入生成过程,本方法能高效生成物理真实的动力学,涵盖轨迹与流场。实证评估表明,本方法能在多种物理现象中生成高质量动力学,并展现出卓越的鲁棒性,凸显其在AI4Physics数据驱动研究中的推进潜力。我们的贡献标志着生成建模领域的重大进展,为生成精确且物理一致的动力学提供了稳健解决方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

视频生成中的物理认知演进探究:一项综述
专知会员服务
16+阅读 · 2025年3月30日
【MIT博士论文】物理启发的生成式模型
专知会员服务
35+阅读 · 2024年9月6日
生成先验的信号恢复
专知会员服务
22+阅读 · 2023年1月5日
专知会员服务
140+阅读 · 2021年11月21日
从动力学角度看优化算法:GAN的第三个阶段
PaperWeekly
11+阅读 · 2019年5月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
视频生成的前沿论文,看我们推荐的7篇就够了
人工智能前沿讲习班
34+阅读 · 2018年12月30日
使用CNN生成图像先验实现场景的盲图像去模糊
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年6月14日
深度图像先验:无需学习即可生成新图像
论智
45+阅读 · 2017年12月4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
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
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
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
Arxiv
0+阅读 · 2月19日
VIP会员
相关VIP内容
视频生成中的物理认知演进探究:一项综述
专知会员服务
16+阅读 · 2025年3月30日
【MIT博士论文】物理启发的生成式模型
专知会员服务
35+阅读 · 2024年9月6日
生成先验的信号恢复
专知会员服务
22+阅读 · 2023年1月5日
专知会员服务
140+阅读 · 2021年11月21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
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
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
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