Reservoir computers are powerful tools for chaotic time series prediction. They can be trained to approximate phase space flows and can thus both predict future values to a high accuracy, as well as reconstruct the general properties of a chaotic attractor without requiring a model. In this work, we show that the ability to learn the dynamics of a complex system can be extended to systems with co-existing attractors, here a 4-dimensional extension of the well-known Lorenz chaotic system. We demonstrate that a reservoir computer can infer entirely unexplored parts of the phase space: a properly trained reservoir computer can predict the existence of attractors that were never approached during training and therefore are labelled as unseen. We provide examples where attractor inference is achieved after training solely on a single noisy trajectory.


翻译:储量计算机是混乱时间序列预测的有力工具。 它们可以被训练以接近空间的相位流, 从而既可以高精确地预测未来值, 也可以在不需要模型的情况下重建混乱吸引器的一般特性 。 在这项工作中, 我们表明, 学习复杂系统动态的能力可以扩展至有共同存在的吸引器的系统, 这是众所周知的洛伦茨混乱系统的四维延伸。 我们证明, 储油层计算机可以推断整个阶段空间的未探索部分: 受过适当训练的储油层计算机可以预测是否存在在训练期间从未接触过的吸引器, 因此被贴上看不见的标签 。 我们举例说, 吸引器的推论只有在单条噪音轨道上进行训练后才能实现。

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