Recent work has shown deep learning can accelerate the prediction of physical dynamics relative to numerical solvers. However, limited physical accuracy and an inability to generalize under distributional shift limit its applicability to the real world. We propose to improve accuracy and generalization by incorporating symmetries into convolutional neural networks. Specifically, we employ a variety of methods each tailored to enforce a different symmetry. Our models are both theoretically and experimentally robust to distributional shift by symmetry group transformations and enjoy favorable sample complexity. We demonstrate the advantage of our approach on a variety of physical dynamics including Rayleigh B\'enard convection and real-world ocean currents and temperatures. Compared with image or text applications, our work is a significant step towards applying equivariant neural networks to high-dimensional systems with complex dynamics. We open-source our simulation, data, and code at \url{https://github.com/Rose-STL-Lab/Equivariant-Net}.


翻译:最近的工作表明,深层次的学习可以加速预测相对数字求解器的物理动态。然而,有限的物理精确度和无法在分布式转换中推广物理动态,限制了其对真实世界的适用性。我们提议通过将对称性纳入进化神经网络来提高准确性和概括性。具体地说,我们采用各种定制的方法来实施不同的对称性。我们的模型在理论上和实验上都对通过对称性组变换和享受有利的样本复杂性来进行分布式变换具有很强性能。我们展示了我们的方法在各种物理动态上的优势,包括Rayleigh B\'en'ard对流和现实世界洋流和温度。与图像或文本应用相比,我们的工作是朝着将等异性神经网络应用于具有复杂动态的高维度系统迈出的重要一步。我们在\url{https://github.com/Rose-STL-Lab/Equivariant-Net}我们打开了我们的模拟、数据和代码。

0
下载
关闭预览

相关内容

【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
专知会员服务
57+阅读 · 2021年1月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
177+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
78+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
278+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
随波逐流:Similarity-Adaptive and Discrete Optimization
我爱读PAMI
5+阅读 · 2018年2月6日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
Arxiv
7+阅读 · 2019年5月31日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
Generalization and Regularization in DQN
Arxiv
6+阅读 · 2019年1月30日
Arxiv
13+阅读 · 2019年1月26日
Arxiv
8+阅读 · 2018年5月15日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
随波逐流:Similarity-Adaptive and Discrete Optimization
我爱读PAMI
5+阅读 · 2018年2月6日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关论文
Top
微信扫码咨询专知VIP会员