The problem of classifying turbulent environments from partial observation is key for some theoretical and applied fields, from engineering to earth observation and astrophysics, e.g. to precondition searching of optimal control policies in different turbulent backgrounds, to predict the probability of rare events and/or to infer physical parameters labelling different turbulent set-ups. To achieve such goal one can use different tools depending on the system's knowledge and on the quality and quantity of the accessible data. In this context, we assume to work in a model-free setup completely blind to all dynamical laws, but with a large quantity of (good quality) data for training. As a prototype of complex flows with different attractors, and different multi-scale statistical properties we selected 10 turbulent 'ensembles' by changing the rotation frequency of the frame of reference of the 3d domain and we suppose to have access to a set of partial observations limited to the instantaneous kinetic energy distribution in a 2d plane, as it is often the case in geophysics and astrophysics. We compare results obtained by a Machine Learning (ML) approach consisting of a state-of-the-art Deep Convolutional Neural Network (DCNN) against Bayesian inference which exploits the information on velocity and enstrophy moments. First, we discuss the supremacy of the ML approach, presenting also results at changing the number of training data and of the hyper-parameters. Second, we present an ablation study on the input data aimed to perform a ranking on the importance of the flow features used by the DCNN, helping to identify the main physical contents used by the classifier. Finally, we discuss the main limitations of such data-driven methods and potential interesting applications.


翻译:从部分观测对动荡环境进行分类的问题,对于从工程到地球观测和天体物理学等一些理论和应用领域来说,对于从工程到地球观察和天体物理学等一些理论和应用领域来说,是关键的关键,例如,对于在不同动荡背景中寻找最佳控制政策的先决条件,对稀有事件的概率进行预测和/或推断给不同动荡设置贴上标签的物理参数。为了实现这一目标,人们可以使用不同工具,这取决于系统的知识以及可获取数据的质量和数量。在这方面,我们假设在一个完全无视所有动态法律的模型设置中工作,但需要大量(高质量的)数据用于培训。作为复杂流动的原型,在不同动荡背景中寻找最佳控制政策,以及不同的多尺度统计属性,我们选择了10个动荡事件的可能性和/或推断物理参数的物理参数,我们选择了一组局部观察,但仅限于在2天平面的瞬间运动能量分布,因为地球物理和天体物理学常常确定数字。我们比较了机器学习(ML)方法取得的结果,其中含有物理吸引不同吸引人的物理吸引者的复杂流动,我们选择的深度数据流,我们选择了三维域域域域的深度数据流,我们利用了基础数据流,我们所使用的轨道上的数据,我们使用了对正轨数据流的深度数据流的深度数据流的深度数据流的深度数据流,我们使用了一组数据,我们使用了一组数据流的深度数据,我们使用了一组数据流的深度数据,我们使用。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
专知会员服务
161+阅读 · 2020年1月16日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26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
0+阅读 · 2013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
0+阅读 · 2012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 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月24日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Arxiv
27+阅读 · 2020年12月24日
Arxiv
11+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
12+阅读 · 2019年3月14日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
VIP会员
相关VIP内容
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
专知会员服务
161+阅读 · 2020年1月16日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
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
0+阅读 · 2013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
0+阅读 · 2012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 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员