基于可解释人工智能解释揭示飞溅液滴形态演化与施加冲击力的关联
流体动力学
2023-09-20 v1 人工智能
计算机视觉与模式识别
摘要
本研究揭示了飞溅形态与液滴撞击固体表面所施加的归一化冲击力之间可能存在的关联。该发现源于一种新提出的特征提取方法,以及对可解释人工智能(XAI)视频分类器所执行的飞溅与非飞溅液滴分类的后续解释。值得注意的是,对应于所提取特征的 XAI 权重矩阵元素的值被发现随液滴形态的时间演化而变化。我们计算了每一帧对视频分类值的贡献相对于分类值的变化率,作为量化所提取的飞溅与非飞溅特征在不同撞击时刻对 XAI 模型分类之贡献的重要指数。引人注目的是,针对所提取飞溅特征计算出的变化率被发现与归一化冲击力的轮廓紧密吻合,其中飞溅特征在归一化冲击力达到峰值后立即最为显著。本研究提供了一个通过解释 XAI 视频分类器的分类来阐明飞溅液滴复杂形态演化与物理参数之间关系的实例。
引用
@article{arxiv.2309.10266,
title = {Correlation between morphological evolution of splashing drop and exerted impact force revealed by interpretation of explainable artificial intelligence},
author = {Jingzu Yee and Daichi Igarashi and Pradipto and Akinori Yamanaka and Yoshiyuki Tagawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.10266},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 13 figures