論文の概要: Mean-Field Path-Integral Diffusion: From Samples to Interacting Agents
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.00007v1
- Date: Mon, 23 Feb 2026 21:14:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-25 12:34:33.655679
- Title: Mean-Field Path-Integral Diffusion: From Samples to Interacting Agents
- Title(参考訳): 平均経路内拡散:試料から相互作用剤へ
- Authors: Michael Chertkov,
- Abstract要約: Mean-Field Path-Integral Diffusion (MF-PID) は、個体群密度の変動に自在に依存する相互作用する物質にサンプルを昇格させる枠組みである。
MF-PIDは、所定の端末分布を正確に一致させながら、独立エージェントベースラインに対する累積制御エネルギーを19~24%削減する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Independent sample generation is the prevailing paradigm in modern diffusion-based generative models of AI. We ask a different question: can samples \emph{coordinate} through shared population statistics to transport probability mass more efficiently? We introduce Mean-Field Path-Integral Diffusion (MF-PID), a framework in which samples are promoted to interacting agents whose drift depends self-consistently on the evolving population density. The coupling converts distribution matching into a McKean--Vlasov extension of the stochastic optimal transport problem, unifying generative modeling and multi-agent control under the same Hamilton--Jacobi--Bellman/Kolmogorov--Fokker--Planck duality. We identify two analytically tractable regimes: a Linear--Quadratic--Gaussian (LQG) benchmark in which the infinite-dimensional mean-field system reduces to a finite set of Riccati and linear ODEs, and a Gaussian-mixture regime governed by a piecewise-constant protocol that preserves closed-form solvability. For a quadratic interaction potential with schedule $β_t$ and zero base drift we prove that the self-consistent MF guidance is the \emph{exact} linear interpolant between initial and target global means -- a result that holds for arbitrary initial and target densities and any $β_t$. Applied to demand-response control of energy systems, where agents aggregated into an ensemble are energy consumers (e.g.\ thermal zones within a building), MF-PID achieves 19--24\% reductions in cumulative control energy over independent-agent baselines while matching the prescribed terminal distribution exactly, and reveals how coordination redistributes actuation effort across heterogeneous sub-populations.
- Abstract(参考訳): 独立サンプル生成は、AIの近代的な拡散に基づく生成モデルにおいて一般的なパラダイムである。
サンプルは共有人口統計を通してより効率的に確率マスを輸送できるか?
MF-PID(Mean-Field Path-Integral Diffusion, MF-PID)は, ドリフトが個体密度の増大に依存している相互作用エージェントにサンプルを昇格させるフレームワークである。
この結合は分布マッチングを確率的最適輸送問題のマッケイン-ブラソフ拡大に変換し、ハミルトン-ヤコビ-ベルマン/コルモゴロフ-フォッカー-プランク双対性の下で生成的モデリングとマルチエージェント制御を統一する。
無限次元平均場系を有限集合の Riccati およびリニアODE に還元する線形-クアドラティック-ガウス的 (LQG) ベンチマークと,閉形式可解性を保存する一括整合プロトコルによって支配されるガウス-混合規則の2つを同定する。
スケジュール $β_t$ と 0 塩基ドリフトを持つ二次相互作用ポテンシャルについて、自己整合 MF ガイダンスが初期および対象の大域的手段の間の線型補間であることを示す。
アンサンブルに集約されたエージェントがエネルギー消費者(例えば建物内の熱圏)であるエネルギーシステムの需要応答制御に適用すると、MF-PIDは、所定の端末分布を正確に一致させながら、独立エージェントベースラインに対する累積制御エネルギーの19-24-%の削減を実現し、不均一なサブ人口間でのアクティベーション作業の調整方法を明らかにする。
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