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RSRM:强化符号回归机

机器学习 2023-05-25 v1 人工智能 符号计算

摘要

自然界中,许多复杂系统的行为可由简约数学方程描述。从有限数据中自动提炼这些方程被视作符号回归过程,至今仍是一大挑战。近年来的积极努力致力于解决该问题并在符号回归中展现成效。然而,当离散搜索空间趋于无穷、尤其当下层数学公式错综复杂时,现有方法仍面临难以突破的瓶颈。为此,我们提出一种新颖的强化符号回归机(RSRM),其具备仅从稀缺数据中揭示复杂数学方程的能力。RSRM模型由三个关键模块组成:(1)蒙特卡洛树搜索(MCTS)智能体,探索由预定义数学算子与变量构成的最优数学表达式树;(2)双重Q学习块,通过恰当理解奖励分布来帮助缩减MCTS的可行搜索空间;(3)调制子树发现块,启发式地学习并定义新数学算子以提升数学表达式树的表示能力。这些模块的结合使RSRM在符号回归中取得最先进性能,多组基准示例证实了这一点。RSRM模型相较若干代表性基线模型展现出明显优势。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.14656,
  title  = {RSRM: Reinforcement Symbolic Regression Machine},
  author = {Yilong Xu and Yang Liu and Hao Sun},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.14656},
  year   = {2023}
}

备注

18 pages