Liquid Time-Constant networks (LTCs), a type of continuous-time graph neural network, excel at modeling irregularly-sampled dynamics but are fundamentally confined to Euclidean space. This limitation introduces significant geometric distortion when representing real-world graphs with inherent non-Euclidean structures (e.g., hierarchies and cycles), degrading representation quality. To overcome this limitation, we introduce the Riemannian Liquid Spatio-Temporal Graph Network (RLSTG), a framework that unifies continuous-time liquid dynamics with the geometric inductive biases of Riemannian manifolds. RLSTG models graph evolution through an Ordinary Differential Equation (ODE) formulated directly on a curved manifold, enabling it to faithfully capture the intrinsic geometry of both structurally static and dynamic spatio-temporal graphs. Moreover, we provide rigorous theoretical guarantees for RLSTG, extending stability theorems of LTCs to the Riemannian domain and quantifying its expressive power via state trajectory analysis. Extensive experiments on real-world benchmarks demonstrate that, by combining advanced temporal dynamics with a Riemannian spatial representation, RLSTG achieves superior performance on graphs with complex structures. Project Page: https://rlstg.github.io


翻译:液态时间常数网络(LTCs)作为一类连续时间图神经网络,擅长建模不规则采样的动态过程,但其本质上局限于欧几里得空间。当表示具有固有非欧几里得结构(例如层次结构和循环结构)的真实世界图时,这种限制会引入显著的几何失真,从而降低表示质量。为克服这一局限,我们提出了黎曼流形液态时空图网络(RLSTG),该框架将连续时间液态动力学与黎曼流形的几何归纳偏置相统一。RLSTG通过直接在弯曲流形上构建的常微分方程(ODE)来建模图的演化,使其能够忠实地捕捉结构静态和动态时空图的内在几何特性。此外,我们为RLSTG提供了严格的理论保证,将LTCs的稳定性定理扩展至黎曼流形领域,并通过状态轨迹分析量化了其表达能力。在真实世界基准数据集上进行的大量实验表明,通过将先进的时间动力学与黎曼空间表示相结合,RLSTG在具有复杂结构的图上实现了卓越的性能。项目页面:https://rlstg.github.io

0
下载
关闭预览

相关内容

【Nature machine intelligence】闭型连续时间神经网络
专知会员服务
30+阅读 · 2022年11月17日
图时卷积神经网络:架构与理论分析
专知会员服务
25+阅读 · 2022年7月3日
图神经网络最近这么火,不妨看看我们精选的这七篇
人工智能前沿讲习班
37+阅读 · 2018年12月10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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+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 · 2月5日
Arxiv
0+阅读 · 1月26日
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:56
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
10+阅读 · 4月22日
相关VIP内容
相关基金
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+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