Learning stochastic models of dynamical systems from observed data is of interest in many scientific fields. Here, we propose a new method for this task within the family of dynamical variational autoencoders. The proposed double projection method estimates both the system state trajectories and the noise time series from data. This approach naturally allows us to perform multi-step system evolution and to learn models with a comparatively low-dimensional state space. We evaluate the performance of the method on six benchmark problems, including both simulated and experimental data. We further illustrate the effects of the teacher forcing interval of the multi-step scheme on the nature of the internal dynamics and compare the resulting behavior to that of deterministic models of equivalent architecture.


翻译:从观测数据中学习动力系统的随机模型是众多科学领域关注的问题。本文在动态变分自编码器框架内提出了一种解决该问题的新方法。所提出的双投影方法能够从数据中同时估计系统状态轨迹与噪声时间序列。该方法天然支持多步系统演化,并能学习具有相对低维状态空间的模型。我们在六个基准问题上评估了该方法的性能,包括模拟数据与实验数据。进一步地,我们阐释了多步方案中教师强制间隔对内部动力学性质的影响,并将所得行为与同等架构的确定性模型进行了对比分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

Meta-Transformer:多模态学习的统一框架
专知会员服务
59+阅读 · 2023年7月21日
【AAAI2022】基于双流更新的视觉Transformer动态加速方法
专知会员服务
24+阅读 · 2021年12月11日
专知会员服务
48+阅读 · 2020年10月20日
自动结构变分推理,Automatic structured variational inference
专知会员服务
41+阅读 · 2020年2月10日
深度学习的下一步:Transformer和注意力机制
云头条
56+阅读 · 2019年9月14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 · 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
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
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
6+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
12+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
13+阅读 · 8月8日
相关VIP内容
Meta-Transformer:多模态学习的统一框架
专知会员服务
59+阅读 · 2023年7月21日
【AAAI2022】基于双流更新的视觉Transformer动态加速方法
专知会员服务
24+阅读 · 2021年12月11日
专知会员服务
48+阅读 · 2020年10月20日
自动结构变分推理,Automatic structured variational inference
专知会员服务
41+阅读 · 2020年2月10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
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
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
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