清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Residual-based attention in physics-informed neural networks

残余物 人工神经网络 人工智能 计算机科学 统计物理学 材料科学 物理 算法
作者
Sokratis Anagnostopoulos,Juan Diego Toscano,Nikolaos Stergiopulos,George Em Karniadakis
出处
期刊:Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering [Elsevier BV]
卷期号:421: 116805-116805 被引量:140
标识
DOI:10.1016/j.cma.2024.116805
摘要

Driven by the need for more efficient and seamless integration of physical models and data, physics-informed neural networks (PINNs) have seen a surge of interest in recent years. However, ensuring the reliability of their convergence and accuracy remains a challenge. In this work, we propose an efficient, gradient-less weighting scheme for PINNs that accelerates the convergence of dynamic or static systems. This simple yet effective attention mechanism is a bounded function of the evolving cumulative residuals and aims to make the optimizer aware of problematic regions at no extra computational cost or adversarial learning. We illustrate that this general method consistently achieves one order of magnitude faster convergence than vanilla PINNs and a minimum relative L2 error of O(10−5), on typical benchmarks of the literature. The method is further tested on the inverse solution of the Navier–Stokes within the brain perivascular spaces, where it considerably improves the prediction accuracy. Furthermore, an ablation study is performed for each case to identify the contribution of the components that enhance the vanilla PINN formulation. Evident from the convergence trajectories is the ability of the optimizer to effectively escape from poor local minima or saddle points while focusing on the challenging domain regions, which consistently have a high residual score. We believe that alongside exact boundary conditions and other model reparameterizations, this type of attention mask could be an essential element for fast training of both PINNs and neural operators.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
清平道人完成签到,获得积分0
12秒前
紫熊发布了新的文献求助30
13秒前
踏实尔白完成签到 ,获得积分10
26秒前
田田完成签到 ,获得积分10
34秒前
ZZZzzzz完成签到 ,获得积分10
35秒前
梦二完成签到 ,获得积分10
38秒前
大方定帮完成签到,获得积分10
40秒前
紫熊发布了新的文献求助10
41秒前
chemlink完成签到 ,获得积分10
41秒前
cxmei完成签到,获得积分10
42秒前
好好学习完成签到 ,获得积分10
50秒前
如意元容完成签到,获得积分10
50秒前
慈祥的魔镜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小白龙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
紫熊发布了新的文献求助10
1分钟前
霉霉没没完成签到 ,获得积分10
1分钟前
苗条雨完成签到,获得积分10
1分钟前
san完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
kongchao008完成签到,获得积分10
1分钟前
King完成签到 ,获得积分10
1分钟前
manman完成签到 ,获得积分10
1分钟前
动人的孤兰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
weitao0916发布了新的文献求助10
1分钟前
Ronalsen完成签到 ,获得积分10
2分钟前
文艺夜白完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
紫熊完成签到,获得积分10
2分钟前
yuntong完成签到 ,获得积分10
2分钟前
alandan发布了新的文献求助10
2分钟前
耍酷平凡完成签到,获得积分10
2分钟前
在水一方应助alandan采纳,获得10
2分钟前
柒柒球完成签到 ,获得积分10
3分钟前
辛勤幻竹完成签到,获得积分10
3分钟前
水中央完成签到 ,获得积分10
3分钟前
爱沉淀的太阳花完成签到,获得积分10
3分钟前
小蘑菇应助江小霜采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
ping发布了新的文献求助10
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7749930
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9297581
关于积分的说明 20240933
捐赠科研通 7331351
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3309429
关于科研通互助平台的介绍 2461059
邀请新用户注册赠送积分活动 2321786