Predicting the evolution of a representative sample of a material with microstructure is a fundamental problem in homogenization. In this work we propose a graph convolutional neural network that utilizes the discretized representation of the initial microstructure directly, without segmentation or clustering. Compared to feature-based and pixel-based convolutional neural network models, the proposed method has a number of advantages: (a) it is deep in that it does not require featurization but can benefit from it, (b) it has a simple implementation with standard convolutional filters and layers, (c) it works natively on unstructured and structured grid data without interpolation (unlike pixel-based convolutional neural networks), and (d) it preserves rotational invariance like other graph-based convolutional neural networks. We demonstrate the performance of the proposed network and compare it to traditional pixel-based convolution neural network models and feature-based graph convolutional neural networks on multiple large datasets.


翻译:预测具有代表性的微结构材料样本的演进是同质化的一个根本问题。在这项工作中,我们提议了一个图形进化神经网络,直接使用初始微结构的离散表示,不进行分解或集群。与基于地貌的和基于像素的共振神经网络模型相比,拟议方法具有若干优点:(a) 其深度在于它不需要自发,但可以从中受益,(b) 它与标准的同级过滤器和层有简单的实施,(c) 它在不进行内插(与基于像素的共振神经网络不同)的情况下,自行使用非结构化和结构化的电网数据,以及(d) 它与其他基于图象的共振神经网络一样,保持旋转性。我们展示了拟议网络的性能,并将它与基于传统像素的共振动神经网络模型和基于地貌的多大数据集的图形进化神经网络进行比较。

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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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