論文の概要: Recurrent Deep Kernel Learning of Dynamical Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.19785v3
• Date: Sat, 09 Nov 2024 17:58:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-12 14:05:53.025217
• Title: Recurrent Deep Kernel Learning of Dynamical Systems
• Title（参考訳）: 動的システムの繰り返し深層カーネル学習
• Authors: Nicolò Botteghi, Paolo Motta, Andrea Manzoni, Paolo Zunino, Mengwu Guo,
• Abstract要約: デジタル双対は計算効率の低い低次モデル(ROM)を必要とし、物理的資産の複雑な力学を正確に記述することができる。 データから低次元の潜伏空間を発見するために,データ駆動型非侵入型深層学習法(SVDKL)を提案する。 その結果,本フレームワークは, (i) 測定値の復調と再構成, (ii) システム状態のコンパクトな表現の学習, (iii) 低次元潜在空間におけるシステム進化の予測, (iv) 不確実性をモデル化できることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5825410941577593
• License:
• Abstract: Digital twins require computationally-efficient reduced-order models (ROMs) that can accurately describe complex dynamics of physical assets. However, constructing ROMs from noisy high-dimensional data is challenging. In this work, we propose a data-driven, non-intrusive method that utilizes stochastic variational deep kernel learning (SVDKL) to discover low-dimensional latent spaces from data and a recurrent version of SVDKL for representing and predicting the evolution of latent dynamics. The proposed method is demonstrated with two challenging examples -- a double pendulum and a reaction-diffusion system. Results show that our framework is capable of (i) denoising and reconstructing measurements, (ii) learning compact representations of system states, (iii) predicting system evolution in low-dimensional latent spaces, and (iv) quantifying modeling uncertainties.
• Abstract（参考訳）: デジタル双対は計算効率の低い低次モデル(ROM)を必要とし、物理的資産の複雑な力学を正確に記述することができる。 しかし、ノイズの多い高次元データからROMを構築することは困難である。 本研究では,確率変動深層学習(SVDKL)を用いてデータから低次元潜時空間を探索するデータ駆動型非侵入的手法と,潜時力学の進化を表現・予測するためのSVDKLの繰り返しバージョンを提案する。 提案手法は、二重振り子と反応拡散系という2つの挑戦的な例で実証された。 結果から、我々のフレームワークは、 一 測度を復調し、再建すること。 二 システム状態のコンパクト表現を学習すること。 (三)低次元潜在空間における系の進化を予測すること、及び (四)不確実性モデリングの定量化。

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