論文の概要: Graph-Coupled Oscillator Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.02296v1
- Date: Fri, 4 Feb 2022 18:29:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-02-07 15:09:13.091748
- Title: Graph-Coupled Oscillator Networks
- Title(参考訳): グラフ結合型オシレータネットワーク
- Authors: T. Konstantin Rusch, Benjamin P. Chamberlain, James Rowbottom,
Siddhartha Mishra, Michael M. Bronstein
- Abstract要約: Graph-Coupled Networks (GraphCON)は、グラフのディープラーニングのための新しいフレームワークである。
我々のフレームワークは,様々なグラフベースの学習タスクにおける最先端技術に関して,競争力のあるパフォーマンスを提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 23.597444325599835
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose Graph-Coupled Oscillator Networks (GraphCON), a novel framework
for deep learning on graphs. It is based on discretizations of a second-order
system of ordinary differential equations (ODEs), which model a network of
nonlinear forced and damped oscillators, coupled via the adjacency structure of
the underlying graph. The flexibility of our framework permits any basic GNN
layer (e.g. convolutional or attentional) as the coupling function, from which
a multi-layer deep neural network is built up via the dynamics of the proposed
ODEs. We relate the oversmoothing problem, commonly encountered in GNNs, to the
stability of steady states of the underlying ODE and show that zero-Dirichlet
energy steady states are not stable for our proposed ODEs. This demonstrates
that the proposed framework mitigates the oversmoothing problem. Finally, we
show that our approach offers competitive performance with respect to the
state-of-the-art on a variety of graph-based learning tasks.
- Abstract(参考訳): 本稿では,グラフの深層学習のための新しいフレームワークであるGraphCONを提案する。
これは、基礎となるグラフの隣接構造を介して結合された非線形強制および減衰振動子のネットワークをモデル化する常微分方程式(odes)の二階系の離散化に基づいている。
我々のフレームワークの柔軟性は、結合関数としての基本的なGNN層(例えば、畳み込みや注意)を許容し、そこから提案したODEのダイナミクスを介して、多層ディープニューラルネットワークを構築する。
我々は,gnnでよく見られる過飽和問題と基礎となるodeの定常状態の安定性を関連づけ,提案するodeに対してゼロディリクレエネルギー定常状態が安定ではないことを示す。
これは、提案されたフレームワークが過度な問題を軽減することを示している。
最後に,本手法は,様々なグラフベースの学習タスクにおける最先端技術に対する競争性能を提供することを示す。
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