論文の概要: Physics-driven machine learning models coupling PyTorch and Firedrake

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.06871v2
• Date: Tue, 14 Mar 2023 14:49:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-03-15 11:08:42.824785
• Title: Physics-driven machine learning models coupling PyTorch and Firedrake
• Title（参考訳）: PyTorchとFiredrakeを結合した物理駆動機械学習モデル
• Authors: Nacime Bouziani, David A. Ham
• Abstract要約: 偏微分方程式 (Partial differential equation, PDE) は、複雑な物理系の記述とモデル化の中心である。 PDEベースの機械学習技術は、この制限に対処するために設計されている。 機械学習フレームワークPyTorchとPDEシステムFiredrakeの単純な結合について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Partial differential equations (PDEs) are central to describing and modelling complex physical systems that arise in many disciplines across science and engineering. However, in many realistic applications PDE modelling provides an incomplete description of the physics of interest. PDE-based machine learning techniques are designed to address this limitation. In this approach, the PDE is used as an inductive bias enabling the coupled model to rely on fundamental physical laws while requiring less training data. The deployment of high-performance simulations coupling PDEs and machine learning to complex problems necessitates the composition of capabilities provided by machine learning and PDE-based frameworks. We present a simple yet effective coupling between the machine learning framework PyTorch and the PDE system Firedrake that provides researchers, engineers and domain specialists with a high productive way of specifying coupled models while only requiring trivial changes to existing code.
• Abstract（参考訳）: 偏微分方程式 (Partial differential equation, PDE) は、科学や工学の分野にまたがる複雑な物理系の記述とモデル化の中心である。 しかし、多くの現実的な応用において、PDEモデリングは関心の物理学の不完全な記述を提供する。 PDEベースの機械学習技術はこの制限に対処するために設計されている。 このアプローチでは、PDEはインダクティブバイアスとして使われ、結合されたモデルは、トレーニングデータが少なくとも基本的な物理法則に依存することができる。 PDEと機械学習を複雑な問題に結合する高性能シミュレーションの展開は、機械学習とPDEベースのフレームワークが提供する機能の構成を必要とする。 我々は、機械学習フレームワークPyTorchと、研究者、エンジニア、ドメインスペシャリストに、既存のコードに簡単な変更しか必要とせず、結合したモデルを特定する高い生産性の方法を提供するPDEシステムFiredrakeとの、シンプルで効果的な結合を提示する。

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