論文の概要: Hybrid Neural World Models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.28317v1
- Date: Wed, 27 May 2026 11:17:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-28 17:38:55.998401
- Title: Hybrid Neural World Models
- Title(参考訳): ハイブリッドニューラルワールドモデル
- Authors: Pranav Lakshmanan, Paras Chopra,
- Abstract要約: ニューラルサロゲートは、物理力学の古典的解法よりも大きなスピードアップを約束するが、衝撃、正面、接触などの急激な動的事象で静かに失敗する。
物理状態空間におけるマルチホライゾン・サロゲートのトレーニングと展開のレシピを提案する。
このレシピは、反応拡散、圧縮可能なオイラー、剛体衝突動力学を経ることなく適用できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.0742675209112622
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Neural surrogates promise large speedups over classical solvers for physical dynamics but fail silently at sharp dynamical events such as shocks, fronts, and contact. We present hybrid neural world models for physical dynamics: a recipe for training and deploying multi-horizon surrogates in physical state space, where a single network with continuous horizon conditioning is trained with direct supervision against textbook reference solvers to predict any future state at horizon T in one forward pass. Although no part of the training data, loss function, or architecture supervises discontinuity location, the trained surrogate encodes it implicitly, recoverable from its forward passes alone as a per-trajectory error map that concentrates on shocks, fronts, and contacts, and stays small elsewhere. The map is competitive with or better than standard label-free baselines including deep ensembles, learned error heads, gradient-magnitude indicators, and locally-adaptive conformal prediction, while using only a single trained network and requiring no calibration set or governing-equation knowledge. The recipe supports two operating points. Mode 1 runs the surrogate alone for maximum throughput, with same-hardware CPU speedups of 26x to 72x against textbook solvers on the PDE environments. Mode 2 uses the error map to gate a reference-solver fallback, deferring uncertain trajectories and roughly halving the surrogate's residual error at the default operating point. The recipe applies without modification across reaction-diffusion, compressible Euler, and rigid-body collision dynamics.
- Abstract(参考訳): ニューラルサロゲートは、物理力学の古典的解法よりも大きなスピードアップを約束するが、衝撃、正面、接触などの急激な動的事象で静かに失敗する。
物理力学のためのハイブリッド・ニューラルワールド・モデル: 物理状態空間におけるマルチ水平サロゲートのトレーニングおよび展開のためのレシピ: 連続水平条件付き単一ネットワークを教科書参照ソルバに対して直接監督してトレーニングし、一前方通過で水平Tにおける将来の状態を予測する。
トレーニングデータ、損失関数、アーキテクチャの一部は不連続位置を監督するものではないが、トレーニングされたサロゲートは暗黙的にそれをエンコードし、前方から回復可能であり、ショック、フロント、コンタクトに集中する軌道毎のエラーマップとして単独で通過する。
地図は、深いアンサンブル、学習されたエラーヘッド、勾配のマグニチュードインジケータ、局所適応型コンフォメーション予測を含む標準のラベルなしベースラインと競争力があり、単一のトレーニングネットワークのみを使用し、キャリブレーションセットや支配方程式の知識を必要としない。
レシピは2つの操作ポイントをサポートする。
モード1は最大スループットのためにサロゲートのみを実行し、PDE環境の教科書ソルバに対して、同じハードウェアのCPUスピードは26倍から72倍になる。
モード2は、エラーマップを使用して、参照-解決器のフォールバックをゲートし、不確実な軌道を遅延させ、デフォルトの操作ポイントでサロゲートの残差をほぼ半分にする。
このレシピは、反応拡散、圧縮可能なオイラー、剛体衝突動力学を経ることなく適用できる。
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