論文の概要: Mapping the Phase Diagram of the Vicsek Model with Machine Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.28167v1
- Date: Thu, 30 Apr 2026 17:52:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-01 16:31:54.23831
- Title: Mapping the Phase Diagram of the Vicsek Model with Machine Learning
- Title(参考訳): 機械学習によるVicsekモデルの位相図のマッピング
- Authors: Grace T. Bai, Brandon B. Le,
- Abstract要約: シミュレーションされたパラメータ点のデータセットを構築し,時間的動的観測値を用いて各点を特徴付ける。
これらのオブザーバブルは、K-Meansクラスタリング手順の入力として使用され、各ポイントを障害、順序、共存フェーズに割り当てる。
これらのクラスタラベルを用いて、モデルパラメータから位相挙動へのマッピングを学習するためにニューラルネットワーク分類器を訓練し、その分類精度は0.92である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this study, we use machine learning to classify and interpolate the phase structure of the Vicsek flocking model across the three-dimensional parameter space $(η,ρ,v_0)$. We construct a dataset of simulated parameter points and characterize each point using long-time dynamical observables. These observables are then used as inputs to a K-Means clustering procedure, which assigns each point to a disorder, order, or coexistence phase. Using these clustered labels, we train a neural-network classifier to learn the mapping from model parameters to phase behavior, achieving a classification accuracy of 0.92. The resulting phase map resolves a narrow coexistence region separating the ordered and disordered phases and extends the inferred phase boundaries beyond the originally sampled simulation points. More broadly, this approach provides a systematic way to convert sparse simulation data into a global phase diagram for collective-motion models.
- Abstract(参考訳): 本研究では,機械学習を用いて3次元パラメータ空間$(η,ρ,v_0)$のVicsekフラッキングモデルの位相構造を分類・解釈する。
シミュレーションされたパラメータ点のデータセットを構築し,時間的動的観測値を用いて各点を特徴付ける。
これらのオブザーバブルは、K-Meansクラスタリング手順の入力として使用され、各ポイントを障害、順序、共存フェーズに割り当てる。
これらのクラスタラベルを用いて、モデルパラメータから位相挙動へのマッピングを学習するためにニューラルネットワーク分類器を訓練し、その分類精度は0.92である。
得られた位相マップは、順序付けられた位相と乱れた位相を分離した狭い共存領域を解決し、元々のサンプリングされたシミュレーションポイントを超えて推論された位相境界を拡張する。
より広範に、本手法はスパースシミュレーションデータを集合運動モデルのための大域的な位相図に変換する体系的な方法を提供する。
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