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基于逻辑映射的储层计算

无序系统与神经网络 2024-08-05 v2 神经与进化计算 混沌动力学

摘要

最近关于储层计算的研究本质上涉及一个高维动力系统作为储层,它将输入转换并存储为更高维的状态,用于时间序列和非时间序列数据处理。我们在此展示了一种方法,通过使用非线性映射(即逻辑映射)和简单的有限三角级数,构建虚拟节点作为储层计算中的储层,来预测时间序列和非时间序列任务。我们预测了三个非线性系统(Lorenz、Rossler和Hindmarsh-Rose)的时间序列任务,以及一个七阶多项式的非时间序列任务,精度很高。此外,在存在噪声的情况下进行预测,发现与目标值非常吻合。值得注意的是,逻辑映射表现良好,预测值接近实际值或目标值。低均方根误差值证实了该方法在效率方面的准确性。我们的方法消除了在储层计算中构建储层所需的连续动力系统。此外,对三个不同非线性系统的准确预测表明,该方法可以被视为一种通用方法,并可应用于预测许多系统。最后,我们展示了该方法还能准确预测Rossler系统所有三个变量的未来时间序列(自预测)。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.09501,
  title  = {Reservoir computing with logistic map},
  author = {R. Arun and M. Sathish Aravindh and A. Venkatesan and M. Lakshmanan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.09501},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in Physical Review E