This article investigates the effect of explicitly adding auxiliary algebraic trajectory information to neural networks for dynamical systems. We draw inspiration from the field of differential-algebraic equations and differential equations on manifolds and implement related methods in residual neural networks, despite some fundamental scenario differences. Constraint or auxiliary information effects are incorporated through stabilization as well as projection methods, and we show when to use which method based on experiments involving simulations of multi-body pendulums and molecular dynamics scenarios. Several of our methods are easy to implement in existing code and have limited impact on training performance while giving significant boosts in terms of inference.


翻译:本文研究了在动态系统神经网络中显式添加辅助代数轨迹信息的效果。我们从微分代数方程及流形上微分方程领域汲取灵感,将相关方法应用于残差神经网络中,尽管两者在基本场景上存在差异。通过稳定化方法和投影方法融入约束或辅助信息的影响,并基于多体摆模拟与分子动力学场景的实验,展示了何时应使用何种方法。我们提出的多种方法易于在现有代码中实现,对训练性能影响有限,同时在推理阶段带来显著提升。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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