计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年1月4日
]
标题: 用优化的高维混合储备计算预测二维时空混沌模式
标题: Predicting two-dimensional spatiotemporal chaotic patterns with optimized high-dimensional hybrid reservoir computing
摘要: 作为一种替代方法,用于预测物理模型不再可靠的各种复杂动力系统,储备计算(RC)已变得流行。 混合方法被视为提高RC预测性能的一个有趣选择。 其理念是结合一个基于知识的模型(KBM)来支持完全数据驱动的RC预测。 RC有三种类型的混合方式,即全混合(FH)、输入混合(IH)和输出混合(OH),其中显示后者在低维混沌系统的预测准确性与鲁棒性方面更优。 在此,我们将该形式扩展到二维空间时间模式的预测。 为了克服这种极高维情况下的维度灾难,我们采用了局部状态假设,仅利用少数局部相邻的时间序列进行基于RC的预测。 使用描述心脏组织中混沌电波传播的Barkley模型的模拟数据,我们概述了高维混合RC的形式,并评估了不同混合方案的性能。 我们发现所有三种方法(FH、IH和OH)都比仅使用储备更好,当模型非常不准确时,改进较小。 对于小模型误差和小储备,FH和OH表现几乎同样好,并优于IH。 鉴于OH所需的CPU较少,尤其是其可解释性更好,因此应优先选择OH。 对于大储备,OH的性能会低于FH和IH。 一般来说,对于特定应用,可能建议测试三种配置,并选择在预测性能和CPU需求之间达到最佳平衡的配置。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.