We introduce a conceptual framework for numerically solving linear elliptic, parabolic, and hyperbolic PDEs on bounded, polytopal domains in euclidean spaces by deep neural networks. The PDEs are recast as minimization of a least-squares (LSQ for short) residual of an equivalent, well-posed first-order system, over parametric families of deep neural networks. The associated LSQ residual is a) equal or proportional to a weak residual of the PDE, b) additive in terms of contributions from localized subnetworks, indicating locally ``out-of-equilibrium'' of neural networks with respect to the PDE residual, c) serves as numerical loss function for neural network training, and d) constitutes, even with incomplete training, a computable, (quasi-)optimal numerical error estimator in the context of adaptive LSQ finite element methods. In addition, an adaptive neural network growth strategy is proposed which, assuming exact numerical minimization of the LSQ loss functional, yields sequences of neural networks with realizations that converge rate-optimally to the exact solution of the first order system LSQ formulation.


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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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