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Neural ODE原理与PyTorch实现:深度学习模型的自适应深度调节

Neural ODE的核心思想 常规深度网络中,数据要经过固定数量的层。网络深度必须在训练前确定——10层、50层还是100层?Neural ODE彻底改变了这个思路。...构建Neural ODE torchdiffeq是PyTorch的Neural ODE库: pip install torchdiffeq import torch import torch.nn...这种动力学天然适合用微分方程建模,Neural ODE可以直接从历史数据中学习这个系统的演化规律,产生平滑的轨迹,并预测未来的种群变化。 为什么捕食者-猎物系统适合用ODE建模?...定义Neural ODE模型。...Neural ODE的核心价值在于连续性思维:世界本质上是连续的,而传统深度学习的离散化可能丢失重要信息。

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深度探索神经微分方程(Neural ODE)及其伴随方法的梯度反传原理

神经微分方程(Neural ODE)简介 在深度学习领域,神经微分方程(Neural Ordinary Differential Equations, Neural ODE)正掀起一场关于动态系统建模的范式革命...数学本质与物理内涵 从数学视角看,Neural ODE属于常微分方程(ODE)的范畴,但其创新之处在于将传统ODE中的手工设计函数替换为可学习的神经网络。...在物理层面,Neural ODE特别适合建模具有连续时间特性的系统。...应用场景的突破性扩展 截至2025年,Neural ODE已在多个领域展现出独特价值: 医疗时间序列分析 在ICU患者生命体征预测中,Neural ODE能够处理不规则采样的医疗数据。...分子动力学模拟 在药物发现领域,Neural ODE可以模拟分子构象的连续变化。

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    神经ODEs:另一个深度学习突破的细分领域

    https://arxiv.org/abs/1806.07366 https://github.com/Rachnog/Neural-ODE-Experiments 什么是ODE?...同时,这里还有一些实际的例子,所有的实验代码如下: https://github.com/Rachnog/Neural-ODE-Experiments 学习动力系统 微分方程可以被广泛用于描述复杂的连续过程...), nn.Linear(50, 2), ) 具体代码可以参考如下链接 https://nbviewer.jupyter.org/github/urtrial/neural_ode...,只是重新运行了这个存储库中的代码,它似乎在学习螺旋轨迹方面做得非常好: https://nbviewer.jupyter.org/github/urtrial/neural_ode/blob/master.../project/neural-jump-stochastic-differential-equations/1 结论 神经异构在技术还没有完善时,就尝试应用到实践中。

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    ResNet与常见ODE初值问题的数值解法

    ODE和近几年大热的DNN冥冥之中有着千丝万缕的联系。像ResNet, DenseNet,设计的时候似乎并没有考虑到数值形式,是后来被归纳进去的。...有的则依据ODE的理论进行了设计,比如LM-ResNet,依据的是线性多步。随着越来越多的网络被归纳进来,就不禁让人疑惑,ODE理论是否能够为NN的设计提供宏观上的指导? ?...Neural Ordinary Differential Equations [2] (DNN和ODE之间的联系到底是什么) 它的核心内容是把DNN看做离散化特例,那么如果DNN的层数拓展到无限深,每一层到下一层之间的步长无限小...NODEs把input到output的mapping过程化为一个在特定点求解ODE的初值问题,引入了ODE求解器来完成,从而实现了O(1)参数量。 ?...Neural Ordinary Differential Equations论文介绍 非常精彩漂亮的一篇文章,并且提供了一个ODESolver library,极大的引发了人们对这个方向的关注。

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    被誉为「教科书」,牛津大学231页博士论文全面阐述神经微分方程,Jeff Dean点赞

    尤其是对神经微分方程(neural differential equation, NDEs)而言,它证明了神经网络和微分方程是「一枚硬币的正反面」。...近日,一篇专门探讨神经微分方程的博士论文《 On Neural Differential Equations》吸引了领域内研究者的注意,谷歌 AI 负责人、知名学者 Jeff Dean 也点赞推荐。...论文地址:https://arxiv.org/pdf/2202.02435.pdf 这篇博士论文的主要内容包括如下: 神经常微分方程(neural ordinary diffeqs):用于学习物理系统,...作为离散架构的连续时间限制,包括对可表达性的理论结果; 神经受控微分方程(neural controlled diffeqs):用于建模时间序列函数、处理不规则数据; 神经随机微分方程(neural stochastic...神经常微分方程 目前最常见的神经微分方程是一种神经常微分方程(neural ODE): 通常这个方程需要考虑两方面的问题:(1) 方程解是否存在且唯一;(2) 评估与训练。

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    CVPR 2025 Oral | DiffFNO:傅里叶神经算子助力扩散,开启任意尺度超分辨率新篇章

    圣路易斯华盛顿大学和北京大学团队提出的 DiffFNO(Diffusion Fourier Neural Operator)以神经算子赋能扩散架构。...它的优秀表现来源于三大组件:【1】加权傅里叶神经算子(WFNO)、【2】门控融合机制、和【3】自适应 ODE 求解器。...论文题目:DiffFNO: Diffusion Fourier Neural Operator 论文主页:https://jasonliu2024.github.io/difffno-diffusion-fourier-neural-operator...3.ATS ODE Solver(自适应步长 ODE 求解器):将扩散模型逆过程从随机 SDE 转化为确定性 ODE,仅几十步内即可完成去噪重建,大大提升推理速度。...于是,DiffFNO 并行引入 Attention-based Neural Operator(AttnNO),其核心由双三次插值、Galerkin 注意力和非线性激活组成,可高效捕捉局部关联。

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    Hinton向量学院推出神经ODE:超越ResNet 4大性能优势

    来源:arXiv 作者:闻菲,肖琴 【导读】Hinton创建的向量学院的研究者提出了一类新的神经网络模型,神经常微分方程(Neural ODE),将神经网络与常微分方程结合在一起,用ODE来做预测。...在一篇最新的论文里,来自多伦多大学和“深度学习教父”Geoffrey Hinton创建的向量学院的几位研究者,将深度学习与ODE求解器相结合,提出了“神经ODE”(Neural ODE),用更通用的方式展示了这些属性...右:ODE网络定义了一个向量场,它不断地变换状态。圆圈代表评估位置。 使用ODE求解器定义和评估模型有以下几个好处: 内存效率。...ODE求解器提供了一个通用的反向传播算法 论文作者、多伦多大学助理教授David Duvenaud表示,他们通过ODE求解器,提供了一个通用的backprop,但他们的方法是从可逆性上入手,而不是在ODE...参考资料 & 了解更多: Neural ODE 论文:https://arxiv.org/pdf/1806.07366.pdf autograd:https://github.com/HIPS/autograd

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    Matlab 刚性问题求解器-ode23s

    1、ode23s介绍 ode23s(stiff differential equation solver)是MATLAB中的一种求解刚性(stiff)微分方程的数值方法。...这使得 ode23s 在求解刚性问题时具有较高的稳定性和效率。ode23s 可以自动调整步长大小以适应不同阶段的系统行为,并根据需要调整求解器的精度。...2、ode23s用法 Matlab中的ode23s用法为: [t,y] = ode23s(odefun,tspan,y0) [t,y] = ode23s(odefun,tspan,y0,options...) [t,y,te,ye,ie] = ode23s(odefun,tspan,y0,options) sol = ode23s(___) 其中: [t,y] = ode23s(odefun,tspan,...---- 最后需要注意的是,ode23s 求解器对于一些特定类型的刚性问题可能表现出更好的性能,但对于其他类型的刚性问题可能不如其他求解器(例如 ode15s 或 ode23t)高效。

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    神经网络常微分方程 (Neural ODEs) 解析

    与往常一样,如果您想直接浏览代码,可以查看此GitHub储存库(https://github.com/Rachnog/Neural-ODE-Experiments),我建议您在Google Colab中启动它...关于更多细节,我将参考原始论文(https://arxiv.org/pdf/1806.07366.pdf)以及这篇教程(https://nbviewer.jupyter.org/github/urtrial/neural_ode...提醒一下,所有的实验代码都在这里(https://github.com/Rachnog/Neural-ODE-Experiments)。...nn.Linear(50, 2), ) 我们所有的例子都深受一个代码库(https://nbviewer.jupyter.org/github/urtrial/neural_ode...直线代表真实的轨迹,虚线代表由神经ODE系统学习的演化轨迹 现在结果或多或少像有预期的效果了,不要忘记检查代码:) (代码链接:https://github.com/Rachnog/Neural-ODE-Experiments

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