論文の概要: Partition-of-Unity Gaussian Kolmogorov-Arnold Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.23599v1
- Date: Sun, 26 Apr 2026 08:24:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-28 17:12:07.452968
- Title: Partition-of-Unity Gaussian Kolmogorov-Arnold Networks
- Title(参考訳): 統一ガウス・コルモゴロフ・アルノルドネットワークの分割
- Authors: Amir Nooeizadegan,
- Abstract要約: 本稿では,各エッジ上のガウス基底値を固定中心上の局所和で分割する,ユニシティ・ガウスカン(PU-GKAN)について紹介する。
これにより、標準エッジベースの Kan 構造を保ちながら、トレーニング可能な係数を持つ分割ユニティ特徴写像が生成される。
数値実験により、PU-GKANは()に対する感度を低下させ、スムーズかつ適度に非滑らかな標的に対する検証精度を改善し、より安定した訓練行動を与えることが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Gaussian basis functions provide an efficient and flexible alternative to spline activations in KANs. In this work, we introduce the partition-of-unity Gaussian KAN (PU-GKAN), a Shepard-type normalized Gaussian KAN in which the Gaussian basis values on each edge are divided by their local sum over fixed centers. This produces a partition-of-unity feature map with trainable coefficients, while preserving the standard edge-based KAN structure. The normalized construction gives exact constant reproduction at the edge level and admits an explicit finite-feature kernel interpretation. We formulate both the standard Gaussian KAN (GKAN) and PU-GKAN from a finite-feature and additive-kernel viewpoint, making the induced layer kernels and empirical feature matrices explicit. Using the first-layer feature matrix as the reference object, we adopt a practical scale-selection interval for \(ε\), with the lower endpoint determined by adjacent-center overlap and the upper endpoint determined by a conservative conditioning threshold. Numerical experiments show that PU-GKAN reduces sensitivity to \(ε\), improves validation accuracy for most smooth and moderately non-smooth targets, and gives more stable training behavior. The benefit persists across sample-size and center-number sweeps, higher-dimensional architectures, Matérn RBF bases, and physics-informed examples involving Helmholtz and wave equations. These results indicate that Shepard-type partition-of-unity normalization is a simple and effective stabilization mechanism for RBF-based KANs.
- Abstract(参考訳): ガウス基底関数は、カンのスプライン活性化に対する効率的で柔軟な代替手段を提供する。
本研究では,各辺のガウス基底値を固定中心上の局所和で割ったシェパード型正規化ガウスカンであるガウスカン(PU-GKAN)を導入する。
これにより、標準エッジベースの Kan 構造を保ちながら、トレーニング可能な係数を持つ分割ユニティ特徴写像が生成される。
正規化された構成は、エッジレベルでの正確な一定の再現を与え、明示的な有限機能カーネル解釈を許容する。
有限機能および付加カーネルの観点から標準ガウスカン(GKAN)とPU-GKANの両方を定式化し、誘導層カーネルと経験的特徴行列を明示する。
参照対象として第1層特徴行列を用いて, 隣り合う重なりによって下端が決定され, 保守的条件付けしきい値によって上端が決定されるような, 現実的なスケール選択間隔を \(ε\) に適用する。
数値実験により,PU-GKAN は \(ε\) に対する感度を低下させ,スムーズかつ適度に非滑らかな目標に対する検証精度を向上し,より安定した訓練行動を与えることが示された。
この利点は、サンプルサイズおよび中心数スイープ、高次元アーキテクチャ、マテランRBFベース、ヘルムホルツと波動方程式を含む物理学インフォームド例にまたがって持続する。
これらの結果から,シェパード型分割正規化はRBF系KANの簡易かつ効果的な安定化機構であることが示唆された。
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