Physics-informed neural networks (PINNs) have emerged as an effective technique for solving PDEs in a wide range of domains. Recent research has demonstrated, however, that the performance of PINNs can vary dramatically with different sampling procedures, and that using a fixed set of training points can be detrimental to the convergence of PINNs to the correct solution. In this paper, we present an adaptive approach termed failure-informed PINNs(FI-PINNs), which is inspired by the viewpoint of reliability analysis. The basic idea is to define a failure probability by using the residual, which represents the reliability of the PINNs. With the aim of placing more samples in the failure region and fewer samples in the safe region, FI-PINNs employs a failure-informed enrichment technique to incrementally add new collocation points to the training set adaptively. Using the new collocation points, the accuracy of the PINNs model is then improved. The failure probability, similar to classical adaptive finite element methods, acts as an error indicator that guides the refinement of the training set. When compared to the conventional PINNs method and the residual-based adaptive refinement method, the developed algorithm can significantly improve accuracy, especially for low regularity and high-dimensional problems. We prove rigorous bounds on the error incurred by the proposed FI-PINNs and illustrate its performance through several problems.


翻译:物理知情神经网络(PINNs)已成为在广泛领域解决PDE的有效技术,但最近的研究表明,由于取样程序不同,PINNs的性能可能因取样程序不同而大不相同,使用固定的培训点可能不利于PINNs与正确解决办法的趋同。在本文中,我们介绍了一种适应性办法,称为不为人知的PINNs(FI-PINNs),它受到可靠性分析观点的启发。基本想法是通过使用残留物来确定失败概率,这代表PINNs的可靠性。为了在故障区域放置更多的样品,减少安全区域的样品,FI-PINNNs采用不为人知的浓缩技术,逐步将新的合用点与正确的解决办法相融合。我们利用新的合点,提高PINNs模型的准确性。与典型的适应性限定性要素方法相似,作为指导培训改进的错误指标。与传统的PINNNs方法相比,FI-PINs在常规性精确性方面采用不甚测的精确性,通过严格的精确性方法,我们通过严格的精确性地测算方法,可以明显地改进了。

1
下载
关闭预览

相关内容

强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月4日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月3日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月3日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
相关基金
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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员