論文の概要: Excluding the Target Domain Improves Extrapolation: Deconfounded Hierarchical Physics Constraints
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.07485v1
- Date: Fri, 08 May 2026 09:27:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-11 19:43:38.955238
- Title: Excluding the Target Domain Improves Extrapolation: Deconfounded Hierarchical Physics Constraints
- Title(参考訳): ターゲットドメインを除くと外挿が改善される:階層物理学の制約は廃止される
- Authors: Tsuyoshi Okita,
- Abstract要約: アウト・オブ・ディストリビューション条件への外挿は、物理学に制約された深部生成モデルにとって根本的な課題である。
本稿では, 温度差が各制約レベルをいつ, どのように汚染するかを識別するデコンファウンド階層ゲート(DHG)を提案する。
RMSE = 0.215, 非拘束ベースラインよりも46%向上した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.0013177824602444
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Extrapolation to out-of-distribution conditions is a fundamental challenge for physics-constrained deep generative models. Existing methods apply physical constraints as a single static regularization term uniformly across the generation process, and address neither the hierarchical structure of physical laws and the confounding variable problem. We propose the Deconfounded Hierarchical Gate (DHG), which serves as a diagnostic and control mechanism: it identifies when and how strongly temperature confounding contaminates each constraint level, so that hierarchical gates reflect intrinsic physical inconsistency rather than spurious temperature effects. DHG combines counterfactual estimation via the do-operator with backdoor adjustment to remove confounding, then applies Coarse-to-Fine physical constraints progressively. We report a counter-intuitive finding in pretraining: excluding the target-domain data from pretraining outperforms including it by 39% in extrapolation performance (RMSE 0.224 vs. 0.324). This occurs because FNO learns domain-agnostic physical patterns that transfer more effectively when the target domain is withheld. On a lithium-ion battery temperature extrapolation benchmark (trained at 24 degrees Celsius, evaluated at 4.0--43.0 degrees Celsius), our method achieves RMSE = 0.215, a 46% improvement over the unconstrained baseline (Pure CFM: 0.397).
- Abstract(参考訳): アウト・オブ・ディストリビューション条件への外挿は、物理学に制約された深部生成モデルにとって根本的な課題である。
既存の手法では、物理法則の階層構造や共起変数の問題に対処せず、生成過程全体にわたって一様に単一の静的正規化項として物理的制約を適用している。
本稿では, 階層ゲートが本質的な物理的不整合を反映し, 温度依存性を反映していることを示す。
DHGは、Do-演算子による反ファクト推定とバックドア調整を組み合わせることで、コンバウンディングを除去し、次いで、Coarse-to-Fineの物理的制約を漸進的に適用する。
本報告では,事前訓練における非直感的な発見について報告する。対象領域のデータを除くと,外挿性能が39%向上する(RMSE 0.224 vs. 0.324)。
これは、FNOがターゲットドメインが保持されていないときに、より効果的に転送されるドメインに依存しない物理パターンを学ぶためである。
リチウムイオン電池温度外挿ベンチマーク(摂氏24度,摂氏4.0~43.0度)では, RMSE = 0.215, 非拘束ベースライン(摂氏0.397)よりも46%向上した。
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