This paper investigates the universal approximation capabilities of Hamiltonian Deep Neural Networks (HDNNs) that arise from the discretization of Hamiltonian Neural Ordinary Differential Equations. Recently, it has been shown that HDNNs enjoy, by design, non-vanishing gradients, which provide numerical stability during training. However, although HDNNs have demonstrated state-of-the-art performance in several applications, a comprehensive study to quantify their expressivity is missing. In this regard, we provide a universal approximation theorem for HDNNs and prove that a portion of the flow of HDNNs can approximate arbitrary well any continuous function over a compact domain. This result provides a solid theoretical foundation for the practical use of HDNNs.


翻译:本文研究汉密尔顿深度神经网络(HDNNs)的通用逼近能力,这些网络由离散化的汉密尔顿神经常微分方程引发。最近研究表明,HDNNs本质上具有不消失的梯度,使其训练具有数值稳定性。然而,虽然HDNNs在许多应用中展现了最先进的性能,但缺乏对其表达能力的全面研究。为此,我们提供了HDNNs的通用逼近定理,并证明了其流中的一部分可逼近紧致域上的任意连续函数。该结果为实际使用HDNNs提供了坚实的理论基础。

0
下载
关闭预览

相关内容

【硬核书】树与网络上的概率,716页pdf
专知会员服务
72+阅读 · 2021年12月8日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月12日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月12日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员