• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

从噪声数据中学习非参数常微分方程。

Learning nonparametric ordinary differential equations from noisy data.

作者信息

Lahouel Kamel, Wells Michael, Rielly Victor, Lew Ethan, Lovitza David, Jedynak Bruno M

机构信息

TGen, 445 N. Fifth Street, Phoenix, AZ 85004.

Dept. of Math & Stat, Portland State University, 1855 SW Broadway, Portland, OR 97201.

出版信息

J Comput Phys. 2024 Jun 15;507. doi: 10.1016/j.jcp.2024.112971. Epub 2024 Mar 29.

DOI:10.1016/j.jcp.2024.112971
PMID:38745873
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11090484/
Abstract

Learning nonparametric systems of Ordinary Differential Equations (ODEs) from noisy data is an emerging machine learning topic. We use the well-developed theory of Reproducing Kernel Hilbert Spaces (RKHS) to define candidates for for which the solution of the ODE exists and is unique. Learning consists of solving a constrained optimization problem in an RKHS. We propose a penalty method that iteratively uses the Representer theorem and Euler approximations to provide a numerical solution. We prove a generalization bound for the distance between and its estimator. Experiments are provided for the FitzHugh-Nagumo oscillator, the Lorenz system, and for predicting the Amyloid level in the cortex of aging subjects. In all cases, we show competitive results compared with the state-of-the-art.

摘要

从噪声数据中学习常微分方程(ODE)的非参数系统是一个新兴的机器学习主题。我们使用成熟的再生核希尔伯特空间(RKHS)理论来定义ODE解存在且唯一的候选对象。学习过程包括在RKHS中解决一个约束优化问题。我们提出一种惩罚方法,该方法迭代地使用表示定理和欧拉近似来提供数值解。我们证明了真实ODE与其估计值之间距离的泛化界。针对菲茨休 - 纳古莫振荡器、洛伦兹系统以及预测衰老受试者皮质中的淀粉样蛋白水平进行了实验。在所有情况下,我们都展示了与当前最优方法相比具有竞争力的结果。

相似文献

1
Learning nonparametric ordinary differential equations from noisy data.从噪声数据中学习非参数常微分方程。
J Comput Phys. 2024 Jun 15;507. doi: 10.1016/j.jcp.2024.112971. Epub 2024 Mar 29.
2
Double Sparsity Kernel Learning with Automatic Variable Selection and Data Extraction.具有自动变量选择和数据提取功能的双稀疏核学习
Stat Interface. 2018;11(3):401-420. doi: 10.4310/SII.2018.v11.n3.a1.
3
Approximate parameter inference in systems biology using gradient matching: a comparative evaluation.使用梯度匹配的系统生物学中的近似参数推断:一项比较评估。
Biomed Eng Online. 2016 Jul 15;15 Suppl 1(Suppl 1):80. doi: 10.1186/s12938-016-0186-x.
4
Robust estimation for ordinary differential equation models.常微分方程模型的稳健估计
Biometrics. 2011 Dec;67(4):1305-13. doi: 10.1111/j.1541-0420.2011.01577.x. Epub 2011 Mar 14.
5
A thermodynamic inspired AI based search algorithm for solving ordinary differential equations.一种基于热力学启发的人工智能搜索算法,用于求解常微分方程。
Sci Rep. 2025 May 25;15(1):18141. doi: 10.1038/s41598-025-03093-6.
6
On Quantile Regression in Reproducing Kernel Hilbert Spaces with Data Sparsity Constraint.具有数据稀疏性约束的再生核希尔伯特空间中的分位数回归
J Mach Learn Res. 2016 Apr;17(40):1-45.
7
The Connection Between Bayesian Estimation of a Gaussian Random Field and RKHS.贝叶斯估计高斯随机场与 RKHS 之间的联系。
IEEE Trans Neural Netw Learn Syst. 2015 Jul;26(7):1518-24. doi: 10.1109/TNNLS.2014.2337939. Epub 2014 Aug 5.
8
Optimal Transport in Reproducing Kernel Hilbert Spaces: Theory and Applications.再生核希尔伯特空间中的最优传输:理论与应用
IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell. 2020 Jul;42(7):1741-1754. doi: 10.1109/TPAMI.2019.2903050. Epub 2019 Mar 4.
9
An Online Projection Estimator for Nonparametric Regression in Reproducing Kernel Hilbert Spaces.再生核希尔伯特空间中非参数回归的在线投影估计器。
Stat Sin. 2023 Jan;33(1):127-148. doi: 10.5705/ss.202021.0018.
10
A novel hybrid framework for efficient higher order ODE solvers using neural networks and block methods.一种使用神经网络和块方法的高效高阶常微分方程求解器的新型混合框架。
Sci Rep. 2025 Mar 12;15(1):8456. doi: 10.1038/s41598-025-90556-5.

引用本文的文献

1
Prediction-powered inference for clinical trials: application to linear covariate adjustment.临床试验的预测驱动推理:在线性协变量调整中的应用。
BMC Med Res Methodol. 2025 Aug 29;25(1):204. doi: 10.1186/s12874-025-02647-6.
2
Prediction-powered Inference for Clinical Trials.临床试验的预测驱动推理
medRxiv. 2025 Jan 18:2025.01.15.25320578. doi: 10.1101/2025.01.15.25320578.

本文引用的文献

1
Kernel Ordinary Differential Equations.核常微分方程
J Am Stat Assoc. 2022;117(540):1711-1725. doi: 10.1080/01621459.2021.1882466. Epub 2021 Apr 27.
2
Gaussian Quadrature for Kernel Features.核特征的高斯求积法。
Adv Neural Inf Process Syst. 2017 Dec;30:6109-6119.
3
Discovering governing equations from data by sparse identification of nonlinear dynamical systems.通过非线性动力系统的稀疏识别从数据中发现控制方程。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Apr 12;113(15):3932-7. doi: 10.1073/pnas.1517384113. Epub 2016 Mar 28.
4
Alzheimer's disease and the amyloid-beta peptide.阿尔茨海默病与淀粉样β肽。
J Alzheimers Dis. 2010;19(1):311-23. doi: 10.3233/JAD-2010-1221.
5
Hamiltonian Systems and Transformation in Hilbert Space.哈密顿系统与希尔伯特空间中的变换
Proc Natl Acad Sci U S A. 1931 May;17(5):315-8. doi: 10.1073/pnas.17.5.315.