• français
    • English
    English
  • Ouvrir une session
Aide
Voir le document 
  •   Accueil de SAM
  • Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux (PIMM)
  • Voir le document
  • Accueil de SAM
  • Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux (PIMM)
  • Voir le document
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Port-metriplectic neural networks: thermodynamics-informed machine learning of complex physical systems

Article dans une revue avec comité de lecture
Auteur
ccHERNÁNDEZ, Quercus
ccBADIAS, Alberto
ccCHINESTA SORIA, Francisco
86289 Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux [PIMM]
ccCUETO, Elias

URI
http://hdl.handle.net/10985/24724
DOI
10.1007/s00466-023-02296-w
Date
2023
Journal
Comput Mech

Résumé

We develop inductive biases for the machine learning of complex physical systems based on the port-Hamiltonian formalism. To satisfy by construction the principles of thermodynamics in the learned physics (conservation of energy, non-negative entropy production), we modify accordingly the port-Hamiltonian formalism so as to achieve a port-metriplectic one. We show that the constructed networks are able to learn the physics of complex systems by parts, thus alleviating the burden associated to the experimental characterization and posterior learning process of this kind of systems. Predictions can be done, however, at the scale of the complete system. Examples are shown on the performance of the proposed technique.

Fichier(s) constituant cette publication

Nom:
PIMM-Comp-Mech.-2023-Chinesta.pdf
Taille:
666.9Ko
Format:
PDF
Voir/Ouvrir

Cette publication figure dans le(s) laboratoire(s) suivant(s)

  • Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux (PIMM)

Documents liés

Visualiser des documents liés par titre, auteur, créateur et sujet.

  • Thermodynamics-informed neural networks for physically realistic mixed reality 
    Article dans une revue avec comité de lecture
    ccHERNÁNDEZ, Quercus; ccBADIAS, Alberto; ccCHINESTA SORIA, Francisco; ccCUETO, Elias (2023)
    The imminent impact of immersive technologies in society urges for active research in real-time and interactive physics simulation for virtual worlds to be realistic. In this context, realistic means to be compliant to the ...
  • Structure-preserving neural networks 
    Article dans une revue avec comité de lecture
    HERNÁNDEZ, Quercus; BADÍAS, Alberto; GONZÁLEZ, David; ccCHINESTA SORIA, Francisco; ccCUETO, Elias (Elsevier, 2021)
    We develop a method to learn physical systems from data that employs feedforward neural networks and whose predictions comply with the first and second principles of thermodynamics. The method employs a minimum amount of ...
  • Deep learning of thermodynamics-aware reduced-order models from data 
    Article dans une revue avec comité de lecture
    HERNANDEZ, Quercus; BADIAS, Alberto; GONZALEZ, David; ccCHINESTA SORIA, Francisco; ccCUETO, Elias (Elsevier, 2021)
    We present an algorithm to learn the relevant latent variables of a large-scale discretized physical system and predict its time evolution using thermodynamically-consistent deep neural networks. Our method relies on sparse ...
  • Structure-preserving neural networks 
    Article dans une revue avec comité de lecture
    HERNÁNDEZ, Quercus; BADÍAS, Alberto; GONZÁLEZ, David; ccCUETO, Elias; ccCHINESTA SORIA, Francisco (Elsevier, 2020)
    We develop a method to learn physical systems from data that employs feedforward neural networks and whose predictions comply with the first and second principles of thermodynamics. The method employs a minimum amount of ...
  • A thermodynamics-informed active learning approach to perception and reasoning about fluids 
    Article dans une revue avec comité de lecture
    ccMOYA GARCÍA, Beatriz; ccBADIAS, Alberto; GONZALEZ, David; ccCHINESTA SORIA, Francisco; ccCUETO, Elias (2023)
    Learning and reasoning about physical phenomena is still a challenge in robotics development, and computational sciences play a capital role in the search for accurate methods able to provide explanations for past events ...

Parcourir

Tout SAMLaboratoiresAuteursDates de publicationCampus/InstitutsCe LaboratoireAuteursDates de publicationCampus/Instituts

Lettre Diffuser la Science

Dernière lettreVoir plus

Statistiques de consultation

Publications les plus consultéesStatistiques par paysAuteurs les plus consultés

ÉCOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ARTS ET METIERS

  • Contact
  • Mentions légales

ÉCOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ARTS ET METIERS

  • Contact
  • Mentions légales