Neural ODEs are a widely used, powerful machine learning technique in particular for physics. However, not every solution is physical in that it is an Euler-Lagrange equation. We present Helmholtz metrics to quantify this resemblance for a given ODE and demonstrate their capabilities on several fundamental systems with noise. We combine them with a second order neural ODE to form a Lagrangian neural ODE, which allows to learn Euler-Lagrange equations in a direct fashion and with zero additional inference cost. We demonstrate that, using only positional data, they can distinguish Lagrangian and non-Lagrangian systems and improve the neural ODE solutions.


翻译:神经常微分方程是一种广泛应用于物理领域的强大机器学习技术。然而,并非所有解都具有物理意义,即满足欧拉-拉格朗日方程。本文提出亥姆霍兹度量方法,用于量化给定常微分方程与拉格朗日体系的相似度,并在多个含噪声基础系统中验证其有效性。通过将亥姆霍兹度量与二阶神经常微分方程结合,构建出拉格朗日神经常微分方程,该模型能以零额外推理成本直接学习欧拉-拉格朗日方程。实验表明,仅使用位置数据时,该模型能有效区分拉格朗日与非拉格朗日系统,并显著提升神经常微分方程的求解精度。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员