FluxDisco是一种面向化学计量动力系统的物理信息符号回归方法,旨在从含噪声数据中识别控制微分方程,同时确保表达式符合已知物理规律。传统动态符号回归常产生违反物理约束的结果,FluxDisco通过利用已知的化学计量关系,显著缩小表达式搜索空间并保证物理一致性。该方法基于蒙特卡洛图搜索算法,针对化学计量系统联合通量发现的独特挑战进行了专门调整。研究在多种物理与生物系统中验证了FluxDisco的性能,结果表明其能够通过可解释的方程准确恢复系统控制动力学。这一框架为复杂动力系统的可解释建模提供了有效工具,兼顾了预测精度与物理可解释性。
| 动态符号回归 | 一种从数据中自动发现数学表达式(如微分方程)的方法,用于建模动态系统。 |
| 化学计量系统 | 描述化学反应中物质数量关系的系统,其动态由通量(反应速率)决定。 |
| 物理信息框架 | 将物理定律(如质量守恒)融入机器学习模型,以提高预测的物理一致性。 |
| 蒙特卡洛图搜索 | 一种启发式搜索算法,通过随机采样和图结构探索来寻找最优解,常用于复杂组合优化问题。 |
| 通量发现 | 从数据中识别反应通量的函数形式,即确定反应速率如何依赖于状态变量。 |
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