Podrobno

Probabilistic grammars for modeling dynamical systems from coarse, noisy, and partial data
ID Omejc, Nina (Avtor), ID Gec, Boštjan (Avtor), ID Brence, Jure (Avtor), ID Todorovski, Ljupčo (Avtor), ID Džeroski, Sašo (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,62 MB)
MD5: 8AA63032E011C9B51C2696BB05EEF0A9
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://link.springer.com/article/10.1007/s10994-024-06522-1 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Ordinary differential equations (ODEs) are a widely used formalism for the mathematical modeling of dynamical systems, a task omnipresent in scientific domains. The paper introduces a novel method for inferring ODEs from data, which extends ProGED, a method for equation discovery that allows users to formalize domain-specific knowledge as probabilistic context-free grammars and use it for constraining the space of candidate equations. The extended method can discover ODEs from partial observations of dynamical systems, where only a subset of state variables can be observed. To evaluate the performance of the newly proposed method, we perform a systematic empirical comparison with alternative state-of-the-art methods for equation discovery and system identification from complete and partial observations. The comparison uses Dynobench, a set of ten dynamical systems that extends the standard Strogatz benchmark. We compare the ability of the considered methods to reconstruct the known ODEs from synthetic data simulated at different temporal resolutions. We also consider data with different levels of noise, i.e., signal-to-noise ratios. The improved ProGED compares favourably to state-of-the-art methods for inferring ODEs from data regarding reconstruction abilities and robustness to data coarseness, noise, and completeness.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:ordinary differential equations, equation discovery, mathematical modeling, system identification, symbolic regression, partial observability, probabilistic context-free grammars
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2024
Št. strani:Str. 7689-7721
Številčenje:Vol. 113, iss. 10
PID:20.500.12556/RUL-168092 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:004.8
ISSN pri članku:1573-0565
DOI:10.1007/s10994-024-06522-1 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:230493443 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:28.03.2025
Število ogledov:1379
Število prenosov:509
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Machine learning
Skrajšan naslov:Mach. learn.
Založnik:Springer Nature
ISSN:1573-0565
COBISS.SI-ID:513211417 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:odkrivanje enačb, diferencialne enačbe, strojno učenje

Projekti

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0103
Naslov:Tehnologije znanja

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J1-3033
Naslov:Inovativne izotopske tehnike za identifikacijo virov in biogeokemijskega kroženja živega srebra na kontaminiranih območjih - IsoCont

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-2505
Naslov:Napovedno razvrščanje na podatkovnih tokovih

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-4452
Naslov:Modeliranje trdno oksidnih gorivnih celic z uporabo stohastičnih in razložljivih modelov strojnega učenja

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-4460
Naslov:Auto-OPT: avtomatizirana izbira in konfiguracija enokriterijskih zveznih optimizacijskih algoritmov

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J3-3070
Naslov:Določanje izvora jetrnih zasevkov iz tekočinskih biopsij

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J4-3095
Naslov:Aplikacija sekvenciranja posameznih celic in strojnega učenja v biologiji mlečne žleze

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J5-4575
Naslov:Investicije kot ključ do izgradnje trajnostnega podjetja: izgradnja teoretičnega modela in multimetodološka empirična analiza

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J7-4636
Naslov:Temeljno razumevanje reakcije tvorbe vodika za novo generacijo elektrokatalizatorjev na osnovi niklja v alkalni in kloralkalni elektrolizi

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J7-4637
Naslov:4D STEM energijsko učinkovitih materialov do kvantne ravni

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:N2-0236
Naslov:Inteligentni sistem sklepanja za biološka odkritja in njegova uporaba pri raziskavah raka

Financer:EC - European Commission
Program financ.:HE
Številka projekta:101059682
Naslov:Artificial intelligence for the Simulation of Severe AccidentS
Akronim:ASSAS

Financer:EC - European Commission
Program financ.:HE
Številka projekta:101120237
Naslov:European Lighthouse of AI for Sustainability
Akronim:ELIAS

Financer:EC - European Commission
Program financ.:HE
Številka projekta:101057499
Naslov:Identification of chemical and biological determinants, their sources, and strategies to promote healthier homes in Europe
Akronim:INQUIRE

Financer:EC - European Commission
Program financ.:HE
Številka projekta:101057014
Naslov:Partnership for the Assessment of Risks from Chemicals
Akronim:PARC

Financer:EC - European Commission
Program financ.:H2020
Številka projekta:952215
Naslov:Foundations of Trustworthy AI - Integrating Reasoning, Learning and Optimization
Akronim:TAILOR

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj