The present paper is motivated by one of the most fundamental challenges in inverse problems, that of quantifying model discrepancies and errors. While significant strides have been made in calibrating model parameters, the overwhelming majority of pertinent methods is based on the assumption of a perfect model. Motivated by problems in solid mechanics which, as all problems in continuum thermodynamics, are described by conservation laws and phenomenological constitutive closures, we argue that in order to quantify model uncertainty in a physically meaningful manner, one should break open the black-box forward model. In particular we propose formulating an undirected probabilistic model that explicitly accounts for the governing equations and their validity. This recasts the solution of both forward and inverse problems as probabilistic inference tasks where the problem's state variables should not only be compatible with the data but also with the governing equations as well. Even though the probability densities involved do not contain any black-box terms, they live in much higher-dimensional spaces. In combination with the intractability of the normalization constant of the undirected model employed, this poses significant challenges which we propose to address with a linearly-scaling, double-layer of Stochastic Variational Inference. We demonstrate the capabilities and efficacy of the proposed model in synthetic forward and inverse problems (with and without model error) in elastography.


翻译:本文件的动因是反面问题中最根本的挑战之一,即对模型差异和错误进行量化。虽然在校准模型参数方面已取得重大进展,但绝大多数相关方法都以完美模型的假设为基础。固态机械问题,作为连续热动力学中的所有问题,都是由保护法和阴道构造封闭法描述的。我们认为,为了以具有实际意义的方式量化模型不确定性,人们应当打破黑盒前方模型。特别是,我们提议制定一个明确反映正方程式及其有效性的非定向概率模型。这把前方和反面问题的解决方案重新定位为概率推论任务,因为问题状态变量不仅应当与数据兼容,而且还应当与治理方程式封闭。即使所涉概率密度并不包含任何黑盒条件,但它们应生活在高空空间中。结合非定向模型常态的可耐性,这带来了巨大的挑战。我们提议用双轨和合成方法解决的前瞻性和前瞻性问题。我们提议用双轨法展示了前方法的模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
183+阅读 · 2020年2月1日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
154+阅读 · 2019年10月12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
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
195+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
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
104+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22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
人工智能 | 国际会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
【推荐】深度学习目标检测概览
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月1日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
105+阅读 · 2019年12月19日
Arxiv
7+阅读 · 2018年3月21日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月24日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月14日
VIP会员
相关VIP内容
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
183+阅读 · 2020年2月1日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
154+阅读 · 2019年10月12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
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
195+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
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
104+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22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
人工智能 | 国际会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
【推荐】深度学习目标检测概览
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月1日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员