論文の概要: Information-Theoretic Multi-Model Fusion for Target-Oriented Adaptive Sampling in Materials Design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.03319v1
- Date: Tue, 03 Feb 2026 09:47:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-04 18:37:15.371089
- Title: Information-Theoretic Multi-Model Fusion for Target-Oriented Adaptive Sampling in Materials Design
- Title(参考訳): 材料設計におけるターゲット指向適応サンプリングのための情報理論多モデル融合
- Authors: Yixuan Zhang, Zhiyuan Li, Weijia He, Mian Dai, Chen Shen, Teng Long, Hongbin Zhang,
- Abstract要約: 限られた評価予算の下での目標指向の発見には、高次元の不均一な設計空間における信頼性の高い進歩が必要である。
本稿では,目標指向適応サンプリングのための情報理論フレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.787453207532812
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Target-oriented discovery under limited evaluation budgets requires making reliable progress in high-dimensional, heterogeneous design spaces where each new measurement is costly, whether experimental or high-fidelity simulation. We present an information-theoretic framework for target-oriented adaptive sampling that reframes optimization as trajectory discovery: instead of approximating the full response surface, the method maintains and refines a low-entropy information state that concentrates search on target-relevant directions. The approach couples data, model beliefs, and physics/structure priors through dimension-aware information budgeting, adaptive bootstrapped distillation over a heterogeneous surrogate reservoir, and structure-aware candidate manifold analysis with Kalman-inspired multi-model fusion to balance consensus-driven exploitation and disagreement-driven exploration. Evaluated under a single unified protocol without dataset-specific tuning, the framework improves sample efficiency and reliability across 14 single- and multi-objective materials design tasks spanning candidate pools from $600$ to $4 \times 10^6$ and feature dimensions from $10$ to $10^3$, typically reaching top-performing regions within 100 evaluations. Complementary 20-dimensional synthetic benchmarks (Ackley, Rastrigin, Schwefel) further demonstrate robustness to rugged and multimodal landscapes.
- Abstract(参考訳): 限られた評価予算の下での目標指向の発見は、実験的・高忠実なシミュレーションであっても、新しい測定に費用がかかる高次元の不均一な設計空間において、信頼性の高い進歩を必要とする。
本手法は, 対象方向の探索に集中する低エントロピー情報状態を維持し, 改善する。
このアプローチは、次元認識情報予算化、不均一なサロゲート貯水池上の適応自己ストラップ蒸留、およびカルマンにインスパイアされた多モデル融合による構造認識候補多様体解析を通じて、コンセンサス駆動によるエクスプロイトと不一致駆動探索のバランスをとることによって、データ、モデル信念、物理/構造先行を結合する。
データセット固有のチューニングのない単一の統一プロトコルの下で評価され、このフレームワークは、候補プールを600ドルから4ドルに、特徴次元を10ドルから10ドルに、100評価の範囲で最高パフォーマンスの領域に到達させる、14の単目的および多目的の材料設計タスクにおいて、サンプル効率と信頼性を向上させる。
補完的な20次元合成ベンチマーク(Ackley, Rastrigin, Schwefel)は、頑丈でマルチモーダルな風景に対する堅牢性をさらに証明している。
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