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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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。

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。

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。

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。

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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。

创新点:
提出了一种基于PINN和多任务学习的方法,通过将延迟积分微分方程分解为多个子任务来提高求解精度。 引入辅助输出变量来表示积分项,并将延迟点的性质整合到损失函数中,从而更好地处理延迟引起的不连续性。 采用顺序训练方案(STS),利用前一个任务的解为后续任务提供参考,有效降低了训练难度并提高了模型的收敛速度。

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。

创新点:
提出PhyPlan框架,结合PINN和蒙特卡洛树搜索,使机器人能够通过动态物理技能完成复杂任务。 利用PINN模拟和预测动作结果,通过MCTS进行快速规划,动态选择使用PINN模拟器或实际环境交互来确定最优策略。 通过高斯过程(GP)在线适应环境,补偿模型误差,提高数据效率和泛化能力。

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