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有限表达式方法学习流行病动力学

机器学习 2024-12-31 v1 数值分析 数值分析

摘要

建模与预测传染病扩散对于有效的公共卫生决策至关重要。传统的流行病模型依赖专家定义的框架来描述复杂的动力学,而神经网络虽然具有预测能力,却因其“黑箱”本质而缺乏可解释性。本文引入了有限表达式方法,这是一种符号学习框架,利用强化学习推导传染病动力学的显式数学表达式。通过对合成数据和真实数据集的 numerical 实验,FEX 在建模与预测疾病扩散方面表现出高精度,同时揭示了传染病变量之间的显式关系。这些结果凸显了FEX作为传染病建模强大工具的潜力,既兼具可解释性,又具备强大的预测性能,以支持公共卫生领域的实际应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.21049,
  title  = {Learning Epidemiological Dynamics via the Finite Expression Method},
  author = {Jianda Du and Senwei Liang and Chunmei Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.21049},
  year   = {2024}
}

备注

13 pages, 5 figures