論文の概要: DeSyR: A Decoupled Symbolic Recovery Framework with PINN-Guided Structure Search and Physics-Informed Coefficient Refinement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.00530v1
- Date: Tue, 01 Sep 2026 00:57:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-02 16:31:36.181017
- Title: DeSyR: A Decoupled Symbolic Recovery Framework with PINN-Guided Structure Search and Physics-Informed Coefficient Refinement
- Title(参考訳): DeSyR: PINN誘導構造探索と物理インフォームド係数のリファインメントを併用したデカップリングシンボリックリカバリフレームワーク
- Authors: Pancheng Niu, Jun Guo, Qiaolin He, Jingcai Guo, Yanchao Shi,
- Abstract要約: 微分方程式の分離されたシンボル回復フレームワークであるDeSyRを提案する。
物理インフォームドニューラルネットワークは、繰り返し探索して、仮定数を持つ候補トポロジを構築する。
トポロジーが固定されると、その係数は支配方程式と所定の制約からのみ洗練され、次にゲート選択と検証が行われる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 19.625329045568858
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recovering compact explicit solutions from neural approximations is challenging when imperfect teacher data guide symbolic topology search and coefficient estimation. We present DeSyR, a decoupled symbolic recovery framework for differential equations. A physics-informed neural network guides repeated searches to construct candidate topologies with provisional constants. Once a topology is fixed, its coefficients are refined solely from the governing equation and prescribed constraints, followed by gated selection and verification. For linear fixed-topology parameterizations, we characterize teacher-error inheritance and show that finite-weight mixed data--physics fitting retains an $O(β^{-1})$ teacher-dependent contribution when the teacher error projects onto the model space. Under well-posedness, representability, zero-residual attainment, and discrete determinacy, physics-only refinement conditionally recovers exact coefficients; for nonlinear parameterizations, the corresponding guarantees are local. DeSyR is evaluated on 15 differential-equation problems across 18 configurations covering high-order, space--time, multidimensional, nonlinear, and coupled systems. A candidate-level audit yields a 99.23% convergence rate among free-parameter refits, while every selected refinement involving free coefficients converges. Configuration-level median refined relative $L_2$ errors are $2.31\times10^{-14}$ or lower. In same-topology comparisons, refinement reduces error by eight to fourteen orders of magnitude. These results show that an approximate neural teacher can guide topology discovery without imposing its error scale on final recovered coefficients, provided a target-capable topology is retained and physics-only refinement converges.
- Abstract(参考訳): 不完全な教師データガイドによる記号トポロジ探索と係数推定では,ニューラルネットワークからのコンパクトな明示解の復元が困難である。
微分方程式の分離されたシンボル回復フレームワークであるDeSyRを提案する。
物理インフォームドニューラルネットワークは、繰り返し探索して、仮定数を持つ候補トポロジを構築する。
トポロジーが固定されると、その係数は支配方程式と所定の制約からのみ洗練され、次にゲート選択と検証が行われる。
線形固定位相パラメータ化では、教師エラーの継承を特徴付け、教師エラーがモデル空間に投影されると、有限重混合データ-物理フィッティングが$O(β^{-1})$教師依存の寄与を保持することを示す。
厳密さ、表現可能性、ゼロ残差達成、離散決定性の下では、物理学のみの洗練は正確な係数を条件付きで回復する。
DeSyRは高次、時空、多次元、非線形、結合系をカバーする18構成の微分方程式問題に対して評価される。
候補レベルの監査では、自由パラメータの調整において99.23%の収束率が得られ、一方、自由係数を含む全ての精製は収束する。
設定レベル中央値のL_2$誤差は2.31\times10^{-14}$以下である。
同じトポロジーの比較では、精細化は誤差を8から14桁まで減少させる。
これらの結果から, ニューラルネットワーク教師は, 最終回収係数に誤差スケールを課さずにトポロジー発見を導出できることが示唆された。
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