已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Adaptive weighting of Bayesian physics informed neural networks for multitask and multiscale forward and inverse problems

加权 不确定度量化 反问题 计算机科学 人工神经网络 后验概率 贝叶斯概率 数学优化 理论(学习稳定性) 人工智能 趋同(经济学) 机器学习 算法 数学 医学 放射科 数学分析 经济增长 经济
作者
Sarah Perez,Suryanarayana Maddu,Ivo F. Sbalzarini,Philippe Poncet
出处
期刊:Journal of Computational Physics [Elsevier]
卷期号:491: 112342-112342
标识
DOI:10.1016/j.jcp.2023.112342
摘要

In this paper, we present a novel methodology for automatic adaptive weighting of Bayesian Physics-Informed Neural Networks (BPINNs), and we demonstrate that this makes it possible to robustly address multi-objective and multi-scale problems. BPINNs are a popular framework for data assimilation, combining the constraints of Uncertainty Quantification (UQ) and Partial Differential Equation (PDE). The relative weights of the BPINN target distribution terms are directly related to the inherent uncertainty in the respective learning tasks. Yet, they are usually manually set a-priori, that can lead to pathological behavior, stability concerns, and to conflicts between tasks which are obstacles that have deterred the use of BPINNs for inverse problems with multi-scale dynamics. The present weighting strategy automatically tunes the weights by considering the multi-task nature of target posterior distribution. We show that this remedies the failure modes of BPINNs and provides efficient exploration of the optimal Pareto front. This leads to better convergence and stability of BPINN training while reducing sampling bias. The determined weights moreover carry information about task uncertainties, reflecting noise levels in the data and adequacy of the PDE model. We demonstrate this in numerical experiments in Sobolev training, and compare them to analytically $\epsilon$-optimal baseline, and in a multi-scale Lokta-Volterra inverse problem. We eventually apply this framework to an inpainting task and an inverse problem, involving latent field recovery for incompressible flow in complex geometries.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
memory完成签到,获得积分10
6秒前
So完成签到 ,获得积分10
8秒前
小糖完成签到 ,获得积分10
12秒前
cxt1346完成签到 ,获得积分10
13秒前
taku完成签到 ,获得积分10
25秒前
scarlet完成签到 ,获得积分0
31秒前
落落完成签到 ,获得积分0
40秒前
时尚语梦完成签到 ,获得积分10
40秒前
Candice应助321采纳,获得30
40秒前
学不完了完成签到 ,获得积分10
47秒前
祺祺完成签到,获得积分10
47秒前
体育爱好者完成签到,获得积分10
48秒前
54秒前
54秒前
56秒前
58秒前
华仔应助星际牛仔采纳,获得10
58秒前
小胡爱科研完成签到 ,获得积分10
59秒前
59秒前
59秒前
eureka发布了新的文献求助10
1分钟前
ding应助聪明八宝粥采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
doctor2023完成签到,获得积分10
1分钟前
爆米花应助uzumay采纳,获得30
1分钟前
1分钟前
关关完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
RUSeries完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
eureka发布了新的文献求助10
1分钟前
花陵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科研通AI2S应助VDC采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
不想学习鸭完成签到 ,获得积分20
1分钟前
1分钟前
自信号厂完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Востребованный временем 2500
诺贝尔奖与生命科学 2000
Les Mantodea de Guyane 1000
Aspects of Babylonian celestial divination: the lunar eclipse tablets of Enūma Anu Enlil 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 910
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
Separation and Purification of Oligochitosan Based on Precipitation with Bis(2-ethylhexyl) Phosphate Anion, Re-Dissolution, and Re-Precipitation as the Hydrochloride Salt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3381102
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2996152
关于积分的说明 8767544
捐赠科研通 2681333
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1468493
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 679009
邀请新用户注册赠送积分活动 671103