该论文提出了一种模块化深度循环神经网络(RNN)架构,旨在简化不同RNN结构的部署过程,并自动计算梯度以支持基于梯度的学习方法。模块化设计催生了若干新架构,其中一种引入了前馈层间连接。实验表明,在多层级RNN中加入此类连接,能显著提升网络对高阶动态和非线性关系的建模与学习能力,同时有效缓解了多层RNN中梯度在空间维度上的消失或爆炸问题。研究以四旋翼飞行器为案例,利用该特定网络结构学习其高度动态模型,结果显示现有方法难以快速泛化甚至完全无法泛化,而新架构则表现出更优的性能。该工作为复杂动态系统建模提供了新的RNN设计思路,并验证了模块化与前馈连接在实践中的有效性。
| Modular Deep Recurrent Neural Network | 一种模块化设计的深度递归神经网络,便于灵活组合和部署不同RNN结构。 |
| Feedforward inter-layer connections | 前馈层间连接,指在多层RNN中从较低层到较高层的直接连接,以改善信息流动。 |
| Vanishing/exploding gradient | 梯度消失/爆炸,训练深度网络时梯度在反向传播中变得过小或过大的问题。 |
| Quadrotor | 四旋翼飞行器,一种常见的无人机,用于验证动力学建模和控制算法。 |
| High-order dynamics | 高阶动态,指系统行为依赖于状态的高阶导数或复杂非线性关系。 |
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