风向变了!PINN+多任务学习才是王道!

学姐带你玩AI 2025-10-11 18:22

给想快速发高质量论文的同学分享个交叉领域的黄金方向:PINN+多任务学习。这二者结合,既能满足物理可解释性,又能兼顾数据效率,在能源、医疗、航空航天等领域相当受欢迎。

目前已有研究用它做锂电池健康状态预测,还发了中科院一区TOP,足见学术价值。作为新兴子领域,它现在已是顶会顶刊热点。建议大家发论文时,可试试动态任务平衡、元学习融合、跨模态数据整合这些创新思路,结合医疗、能源、金融等领域落地。

为方便大家理解,我整理了10篇PINN+多任务学习前沿论文供参考,搞创新得先吃透技术进展。其中部分开源工作附上了代码,大家可复现当baseline模型。

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风向变了!PINN+多任务学习才是王道!图1

Fatigue-PINN: Physics-Informed Fatigue-Driven Motion Modulation and Synthesis

方法:这篇论文介绍了一个叫Fatigue-PINN的框架,它用PINN结合多任务学习来模拟人类疲劳状态下的运动。简单来说,它先通过一个模型把关节角度转换成关节扭矩,然后用另一个模型模拟疲劳对关节扭矩的影响,最后再把疲劳后的扭矩转换回关节角度,从而生成疲劳状态下的运动。

风向变了!PINN+多任务学习才是王道!图2

创新点:

  • 提出Fatigue-PINN框架,基于PINN实现无需疲劳运动数据即可模拟疲劳状态下的运动。
  • 引入3CC-λ模型,通过PINN适应的三室控制器模型模拟疲劳对关节扭矩的影响,确保运动的物理一致性。
  • 采用多任务学习方法,将运动的关节角度与扭矩相互转换,实现疲劳效果的精确模拟。
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META-PINN: META LEARNING FOR IMPROVED NEURAL NETWORK WAVEFIELD SOLUTIONS

方法:论文提出了一种基于物理信息神经网络(PINN)和元学习(Meta Learning)相结合的方法(Meta-PINN),用于提高地震波场模拟的效率和准确性。该方法通过多任务学习,利用元学习为PINN提供更好的初始化参数,从而加速训练过程并提高波场解的精度。

风向变了!PINN+多任务学习才是王道!图4

创新点:

  • 提出Meta-PINN框架,通过元学习为PINN提供更好的初始化参数,显著加快了训练速度并提高了波场解的精度。
  • 采用双循环优化策略,利用支持集和查询集进行训练,使网络能够快速适应新的速度模型,无需从随机初始化开始训练。
  • 结合物理损失和正则化损失,通过多任务学习优化网络参数,进一步提高了波场解的准确性和稳定性。
风向变了!PINN+多任务学习才是王道!图5

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风向变了!PINN+多任务学习才是王道!图6

DEEP NEURAL NETWORKS COMBINING MULTI-TASK LEARNING FOR SOLVING DELAY INTEGRO-DIFFERENTIAL EQUATIONS

方法:论文提出了一种结合物理信息神经网络(PINN)和多任务学习(MTL)的方法,通过将延迟积分微分方程(DIDE)分解为多个子任务,并利用辅助输出和顺序训练方案(STS)来提高求解精度和降低训练难度。

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创新点:

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PhyPlan: Generalizable and Rapid Physical Task Planning with Physics-Informed Skill Networks for Robot Manipulators

方法:论文提出了一种名为PhyPlan的框架,结合了PINN和多任务学习,使机器人能够通过动态物理技能来完成复杂任务。这种方法在数据效率、快速泛化物理推理和减少训练时间方面具有显著优势,能够快速学习并执行新的物理任务。

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创新点:

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