We develop a weak-form sparse identification method for interacting particle systems (IPS) with the primary goals of reducing computational complexity for large particle number $N$ and offering robustness to either intrinsic or extrinsic noise. In particular, we use concepts from mean-field theory of IPS in combination with the weak-form sparse identification of nonlinear dynamics algorithm (WSINDy) to provide a fast and reliable system identification scheme for recovering the governing stochastic differential equations for an IPS when the number of particles per experiment $N$ is on the order of several thousand and the number of experiments $M$ is less than 100. This is in contrast to existing work showing that system identification for $N$ less than 100 and $M$ on the order of several thousand is feasible using strong-form methods. We prove that under some standard regularity assumptions the scheme converges with rate $\mathcal{O}(N^{-1/2})$ in the ordinary least squares setting and we demonstrate the convergence rate numerically on several systems in one and two spatial dimensions. Our examples include a canonical problem from homogenization theory (as a first step towards learning coarse-grained models), the dynamics of an attractive-repulsive swarm, and the IPS description of the parabolic-elliptic Keller-Segel model for chemotaxis.


翻译:我们为互动粒子系统开发了一种微弱的微薄识别方法(IPS),其主要目标是降低大型粒子数的计算复杂性($$),并为内在或外部噪音提供稳健性;特别是,我们使用IPS中位理论的概念,结合非线性动态算法(WSINDI)的微软分散识别(WSINDI),提供一种快速和可靠的系统识别办法,以便在每个实验的粒子数量大约为几千美元,而实验数量不到100美元的情况下,为IPS提供一种调节性差异方程式;我们的例子与现有工作形成对比,显示使用强效法方法确定系统值不到100美元和数千美元的系统是可行的。我们证明,在某些标准的常规假设下,在普通的最小方位设置中,这个方案与 $mathcal{O}(N ⁇ -1/2}) 相匹配,我们在两个空间层面以数字方式展示了多个系统的趋同式聚合率率率。我们的例子包括:从同基因化理论中找出一个来自100美元和以几千美元为单位的系统点的系统,使用强度的系统,使用强度的系统用于以强度的系统Smolvial-stillal-chalimalimalimal-stalimalis Stalimalal 的模型,这是向学习的理论,一个步骤向学习的模型的模型,一个步骤,一个步骤,向学习了I-cheal-stal-chillevalis-stalis-salvialvialis-sal-salvialvialvialvialvialmentalmental

0
下载
关闭预览

相关内容

NeurIPS 是全球最受瞩目的AI、机器学习顶级学术会议之一,每年全球的人工智能爱好者和科学家都会在这里聚集,发布最新研究。NeurIPS 2019大会将在12月8日-14日在加拿大温哥华举行。据官方统计消息,NeurIPS今年共收到投稿6743篇,其中接收论文1428篇,接收率21.1%。官网地址:https://neurips.cc/

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
浅谈主动学习(Active Learning)
凡人机器学习
30+阅读 · 2020年6月18日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
9+阅读 · 2019年8月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+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
41+阅读 · 2019年1月3日
量化投资精品书籍
平均机器
17+阅读 · 2018年12月21日
七本书籍带你打下机器学习和数据科学的数学基础
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月6日
Arxiv
64+阅读 · 2021年6月18日
Arxiv
6+阅读 · 2019年12月30日
Arxiv
5+阅读 · 2018年6月12日
VIP会员
相关资讯
浅谈主动学习(Active Learning)
凡人机器学习
30+阅读 · 2020年6月18日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
9+阅读 · 2019年8月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+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
41+阅读 · 2019年1月3日
量化投资精品书籍
平均机器
17+阅读 · 2018年12月21日
七本书籍带你打下机器学习和数据科学的数学基础
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员