Oct, 2023
用神经元细胞自动机学习时空模式
Learning spatio-temporal patterns with Neural Cellular Automata
Alex D. Richardson, Tibor Antal, Richard A. Blythe, Linus J. Schumacher
TL;DR神经元元胞自动机（NCA）结合了机器学习和机械建模的强大能力。我们通过对图像时间序列和 PDE 轨迹进行训练，使 NCA 学习复杂动态。我们的方法旨在识别支配大规模动态出现行为的潜在局部规则。我们将 NCA 扩展到在同一系统中捕捉瞬态和稳定结构，以及学习捕捉非线性偏微分方程（PDE）中图灵模式形成的规则。我们展示了 NCA 在 PDE 训练数据之外的广泛推广能力，演示了如何限制 NCA 以尊重给定的对称性，并探索了相关超参数对模型性能和稳定性的影响。能够学习任意动态使得 NCA 成为一种具有很大潜力的数据驱动的建模框架，尤其适用于生物模式形成建模。