神经 PDE 代理的校准感知不确定性直接学习
机器学习
2026-02-12 v1 人工智能
计算工程、金融与科学
统计计算
摘要
神经 PDE 代理常在数据有限或部分观测的情境下部署,下游决策依赖于校准的不确定性而不仅是低预测误差。现有方法通过集体复制、固定随机噪声(如 dropout)或事后校准来获得不确定性。交叉正则化不确定性学习在训练期间使用通过 held-out 正则化分割路由的梯度来学习不确定性参数。预测器在训练分割上进行拟合优化,而低维不确定性控制器在正则化分割上进行优化,以减少 train-test 不匹配,实现无需 per-regime 噪声调谋的自适应不确定性。该框架可学习输出头部、隐藏特征或特定于算子的组件(如谱模)中的连续噪声水平。在 Fourier 神经算子中实现该方法,并在 APEBench 对观测比例和训练集大小进行扫描。对于这些扫描,所学习的预测分布在 held-out 分割上更准确校准,结果不确定性场在单步空间诊断中集中于高误差区域。
引用
@article{arxiv.2602.11090,
title = {Direct Learning of Calibration-Aware Uncertainty for Neural PDE Surrogates},
author = {Carlos Stein Brito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.11090},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 11 figures