We propose an explainable method for solving Partial Differential Equations by using a contextual scheme called PDExplain. During the training phase, our method is fed with data collected from an operator-defined family of PDEs accompanied by the general form of this family. In the inference phase, a minimal sample collected from a phenomenon is provided, where the sample is related to the PDE family but not necessarily to the set of specific PDEs seen in the training phase. We show how our algorithm can predict the PDE solution for future timesteps. Moreover, our method provides an explainable form of the PDE, a trait that can assist in modelling phenomena based on data in physical sciences. To verify our method, we conduct extensive experimentation, examining its quality both in terms of prediction error and explainability.


翻译:我们提出了一种可解释的方法来解决偏微分方程,使用了一种称为PDExplain的上下文方案。在训练阶段,我们的方法接受从操作者定义的偏微分方程族中收集的数据,该族还伴有该族的一般形式。在推理阶段,提供与训练阶段中看到的具体偏微分方程集无关的、与偏微分方程家族相关的最小样本。我们展示了我们的算法如何预测未来时间步长的偏微分方程解。此外,我们的方法提供了一种可解释的偏微分方程形式,这种特性可以帮助物理科学中基于数据建模的任务。为了验证我们的方法,我们进行了广泛的实验,从预测误差和可解释性两个方面来检查其质量。

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