We propose a topological framework for the detection of Hopf bifurcations directly from time series, based on persistent homology applied to phase space reconstructions via Takens embedding within the framework of Topological Data Analysis. The central idea is that changes in the dynamical regime are reflected in the emergence or disappearance of a dominant one-dimensional homological features in the reconstructed attractor. To quantify this behavior, we introduce a simple and interpretable scalar topological functional defined as the maximum persistence of homology classes in dimension one. This functional is used to construct a computable criterion for identifying critical parameters in families of dynamical systems without requiring knowledge of the underlying equations. The proposed approach is validated on representative systems of increasing complexity, showing consistent detection of the bifurcation point. The results support the interpretation of dynamical transitions as topological phase transitions and demonstrate the potential of topological data analysis as a model-free tool for the quantitative analysis of nonlinear time series.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【CMU博士论文】《迈向实用的时间序列智能》
专知会员服务
18+阅读 · 2025年5月29日
《深度学习在时间序列预测中的应用:综述》
专知会员服务
29+阅读 · 2025年3月14日
构建基于生物医学文献的抑郁症知识图谱
专知会员服务
12+阅读 · 2022年11月14日
预知未来——Gluon 时间序列工具包(GluonTS)
ApacheMXNet
24+阅读 · 2019年6月25日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
BiSeNet:双向分割网络进行实时语义分割
统计学习与视觉计算组
22+阅读 · 2018年8月23日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21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
1+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
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
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
VIP会员
相关主题
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
12+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
相关资讯
预知未来——Gluon 时间序列工具包(GluonTS)
ApacheMXNet
24+阅读 · 2019年6月25日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
BiSeNet:双向分割网络进行实时语义分割
统计学习与视觉计算组
22+阅读 · 2018年8月23日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
相关基金
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
1+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
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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员