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基于搭配的神经常微分方程训练。 (英语) 兹布尔074113881

摘要:机器学习模型的预测能力往往超过机械建模方法。然而,没有任何机械基础的纯数据驱动模型的可解释性往往很复杂,预测能力本身可能是一个很差的衡量标准,我们可能希望通过它来判断不同的方法。在这项工作中,我们将重点放在神经常微分方程相对较新的建模技术上。我们讨论了它们如何与机器学习和机械模型联系起来,有可能缩小这两个框架之间的鸿沟:它们构成了一类混合模型,集成了数据驱动和动态系统方法的思想。训练神经ODE作为动力系统数据的表示有其特定的要求,我们在这里提出一种配置方案,作为一种快速有效的训练策略。这减轻了对昂贵的ODE解算器的需求。我们说明了配置方法的优点,以及它们对动力系统定性特征的鲁棒性,以及观测数据的数量和质量。我们专注于举例说明系统生物学中遇到的复杂动力系统的一些特征的系统,并且我们描述了如何将这些方法用于分析细胞和生理过程的数学模型。

MSC公司:

68T07型 人工神经网络与深度学习
65升60 有限元、Rayleigh-Ritz、Galerkin和常微分方程的配置方法
92B20型 生物研究、人工生命和相关主题中的神经网络
92立方厘米 系统生物学、网络
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全文: 内政部

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