Source-primed Multi-turn Conversation Helps Large Language Models Translate Documents

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

LLMは、本当にシンプルなドキュメントレベルの機械翻訳の道を開いていますが、省略エラーなどの課題は残っています。
このホワイトペーパーでは、以前のコンテキストをマルチターンの会話方法で活用することにより、ドキュメントレベルの機械翻訳を処理するための簡単な方法を研究します。
具体的には、ドキュメントをセグメントに分解し、以前のターンを維持しながら繰り返し翻訳することにより、この方法は追加のトレーニングなしでコヒーレントな翻訳を保証し、以前のターンのKVキャッシュを完全に再利用できるため、計算オーバーヘッドを最小限に抑えることができます。
さらに、マルチターン翻訳の前に最初にソースドキュメント全体を提供する「ソースプライミング」メソッドを提案します。
このマルチターンメソッドは、1回のターンでドキュメント全体を翻訳し、代表的なLLMSの複数の自動メトリックに従って各セグメントを個別に翻訳し、LLMSを使用したドキュメントレベルの翻訳の強力なベースラインを確立することを経験的に示しています。

要約(オリジナル)

LLMs have paved the way for truly simple document-level machine translation, but challenges such as omission errors remain. In this paper, we study a simple method for handling document-level machine translation, by leveraging previous contexts in a multi-turn conversational manner. Specifically, by decomposing documents into segments and iteratively translating them while maintaining previous turns, this method ensures coherent translations without additional training, and can fully re-use the KV cache of previous turns thus minimizing computational overhead. We further propose a `source-primed’ method that first provides the whole source document before multi-turn translation. We empirically show this multi-turn method outperforms both translating entire documents in a single turn and translating each segment independently according to multiple automatic metrics in representative LLMs, establishing a strong baseline for document-level translation using LLMs.

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著者 Hanxu Hu,Jannis Vamvas,Rico Sennrich
発行日 2025-03-13 15:57:50+00:00
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MMLU-ProX: A Multilingual Benchmark for Advanced Large Language Model Evaluation

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

従来のベンチマークは、多言語や文化的に多様な文脈でますます洗練された言語モデルを評価するのに苦労しています。
このギャップに対処するために、言語ごとに約11,829の質問を伴う13の類型的に多様な言語をカバーする包括的な多言語ベンチマークであるMMLU-Proxを紹介します。
MMLU-Proの挑戦的な推論に焦点を当てた設計に基づいて、私たちのフレームワークは半自動翻訳プロセスを採用しています。最先端の大規模な言語モデル（LLM）によって生成される翻訳は、概念的な精度、用語の一貫性、および文化的関連性を確保するために、専門家のアノテーターによって厳密に評価されます。
5ショットのチェーン（COT）およびゼロショットプロンプト戦略を使用して、25の最先端のLLMを包括的に評価し、言語的および文化的境界全体でパフォーマンスを分析します。
私たちの実験は、高リソース言語から低リソースの言語への一貫した性能劣化を明らかにしています。最高のモデルは英語で70％以上の精度を達成しますが、スワヒリ語のような言語では約40％に低下し、最近の進歩にもかかわらず多言語機能の永続的なギャップを強調しています。
MMLU-Proxは進行中のプロジェクトです。
追加の言語を組み込み、より多くの言語モデルを評価して、多言語機能のより包括的な評価を提供することにより、ベンチマークを拡大しています。

要約(オリジナル)

Traditional benchmarks struggle to evaluate increasingly sophisticated language models in multilingual and culturally diverse contexts. To address this gap, we introduce MMLU-ProX, a comprehensive multilingual benchmark covering 13 typologically diverse languages with approximately 11,829 questions per language. Building on the challenging reasoning-focused design of MMLU-Pro, our framework employs a semi-automatic translation process: translations generated by state-of-the-art large language models (LLMs) are rigorously evaluated by expert annotators to ensure conceptual accuracy, terminological consistency, and cultural relevance. We comprehensively evaluate 25 state-of-the-art LLMs using 5-shot chain-of-thought (CoT) and zero-shot prompting strategies, analyzing their performance across linguistic and cultural boundaries. Our experiments reveal consistent performance degradation from high-resource languages to lower-resource ones, with the best models achieving over 70% accuracy on English but dropping to around 40% for languages like Swahili, highlighting persistent gaps in multilingual capabilities despite recent advances. MMLU-ProX is an ongoing project; we are expanding our benchmark by incorporating additional languages and evaluating more language models to provide a more comprehensive assessment of multilingual capabilities.

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著者 Weihao Xuan,Rui Yang,Heli Qi,Qingcheng Zeng,Yunze Xiao,Yun Xing,Junjue Wang,Huitao Li,Xin Li,Kunyu Yu,Nan Liu,Qingyu Chen,Douglas Teodoro,Edison Marrese-Taylor,Shijian Lu,Yusuke Iwasawa,Yutaka Matsuo,Irene Li
発行日 2025-03-13 15:59:20+00:00
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Probing LLMs for Multilingual Discourse Generalization Through a Unified Label Set

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

談話の理解は多くのNLPタスクに不可欠ですが、ほとんどの既存の作業は、フレームワーク依存の談話表現によって制約されたままです。
この作業では、大規模な言語モデル（LLM）が言語とフレームワーク全体に一般化する談話の知識をキャプチャするかどうかを調査します。
この質問に2つの側面に沿って対処します。（1）統一性およびクロスフレームワークの談話分析を促進するための統一された談話関係ラベルセットを開発し、（2）LLMSを調査して、一般化可能な談話の抽象化をエンコードするかどうかを評価します。
多言語の談話関係分類をテストベッドとして使用して、さまざまなサイズと多言語機能の23 LLMの包括的なセットを調べます。
私たちの結果は、LLM、特に多言語トレーニングコーパスを持つLLMは、言語とフレームワークを介して談話情報を一般化できることを示しています。
さらに層ごとの分析により、談話レベルでの言語の一般化が中間層で最も顕著であることが明らかになりました。
最後に、エラー分析は、挑戦的な関係クラスのアカウントを提供します。

要約(オリジナル)

Discourse understanding is essential for many NLP tasks, yet most existing work remains constrained by framework-dependent discourse representations. This work investigates whether large language models (LLMs) capture discourse knowledge that generalizes across languages and frameworks. We address this question along two dimensions: (1) developing a unified discourse relation label set to facilitate cross-lingual and cross-framework discourse analysis, and (2) probing LLMs to assess whether they encode generalizable discourse abstractions. Using multilingual discourse relation classification as a testbed, we examine a comprehensive set of 23 LLMs of varying sizes and multilingual capabilities. Our results show that LLMs, especially those with multilingual training corpora, can generalize discourse information across languages and frameworks. Further layer-wise analyses reveal that language generalization at the discourse level is most salient in the intermediate layers. Lastly, our error analysis provides an account of challenging relation classes.

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著者 Florian Eichin,Yang Janet Liu,Barbara Plank,Michael A. Hedderich
発行日 2025-03-13 16:20:25+00:00
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From TOWER to SPIRE: Adding the Speech Modality to a Text-Only LLM

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

大規模な言語モデル（LLM）は、複数の言語とタスクにわたって顕著なパフォーマンスと一般化機能を示しており、マルチモダリティ統合（画像や音声など）の非常に魅力的なターゲットになっています。
この作業では、既存のLLMを音声離散化と継続前のトレーニングを介して音声モダリティに拡張します。
特に、Towerなどの多言語LLMに関心があります。トレーニング前の設定により、離散化された音声入力を追加の翻訳言語として扱うことができます。
結果として得られるオープンソースモデルであるSpireは、翻訳関連のタスクでタワーの元のパフォーマンスを維持しながら、英語の音声入力を転写および翻訳することができ、LLM適応中に追加の言語として離散した音声入力統合が実行可能であることを示します。
コードとモデルをコミュニティが利用できるようにします。

要約(オリジナル)

Large language models (LLMs) have shown remarkable performance and generalization capabilities across multiple languages and tasks, making them very attractive targets for multi-modality integration (e.g., images or speech). In this work, we extend an existing LLM to the speech modality via speech discretization and continued pre-training. In particular, we are interested in multilingual LLMs, such as TOWER, as their pre-training setting allows us to treat discretized speech input as an additional translation language. The resulting open-source model, SPIRE, is able to transcribe and translate English speech input while maintaining TOWER’s original performance on translation-related tasks, showcasing that discretized speech input integration as an additional language is feasible during LLM adaptation. We make our code and models available to the community.

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著者 Kshitij Ambilduke,Ben Peters,Sonal Sannigrahi,Anil Keshwani,Tsz Kin Lam,Bruno Martins,Marcely Zanon Boito,André F. T. Martins
発行日 2025-03-13 17:57:32+00:00
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Semi-supervised Semantic Segmentation for Remote Sensing Images via Multi-scale Uncertainty Consistency and Cross-Teacher-Student Attention

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

半監視学習は、労働集約的なピクセルレベルのラベル付けの負担を軽減するために、リモートセンシング（RS）画像セグメンテーションの魅力的なソリューションを提供します。
ただし、RS画像は、豊富なマルチスケール機能やクラス間の類似性が高いなど、独自の課題をもたらします。
これらの問題に対処するために、このペーパーでは、RS画像セマンティックセグメンテーションタスクの新しいセミスケールのマルチスケールの不確実性とクロスチーチャーと学生の注意（MUCA）モデルを提案します。
具体的には、MUCAは、マルチスケールの不確実性の一貫性の正則化を導入することにより、ネットワークの異なるレイヤーでの機能マップ間の一貫性を制約します。
ラベル付けされていないデータ上の半監視アルゴリズムのマルチスケール学習能力を改善します。
さらに、MUCAは、教師ネットワークを導くために、クロス教師と学生の注意メカニズムを利用して学生ネットワークを導き、教師ネットワークからの補完的な機能を通じてより差別的な機能表現を構築するように導きます。
この設計は、弱くて強い増強（WAおよびSA）を効果的に統合して、セグメンテーションのパフォーマンスをさらに高めます。
モデルの有効性を検証するために、ISPRS-PotsDamおよびLovedaデータセットで広範な実験を実施します。
実験結果は、最先端の半監視方法に対する私たちの方法の優位性を示しています。
特に、私たちのモデルは、非常に類似したオブジェクトを区別することに優れており、半監視されたRS画像セグメンテーションタスクを進める可能性を示しています。

要約(オリジナル)

Semi-supervised learning offers an appealing solution for remote sensing (RS) image segmentation to relieve the burden of labor-intensive pixel-level labeling. However, RS images pose unique challenges, including rich multi-scale features and high inter-class similarity. To address these problems, this paper proposes a novel semi-supervised Multi-Scale Uncertainty and Cross-Teacher-Student Attention (MUCA) model for RS image semantic segmentation tasks. Specifically, MUCA constrains the consistency among feature maps at different layers of the network by introducing a multi-scale uncertainty consistency regularization. It improves the multi-scale learning capability of semi-supervised algorithms on unlabeled data. Additionally, MUCA utilizes a Cross-Teacher-Student attention mechanism to guide the student network, guiding the student network to construct more discriminative feature representations through complementary features from the teacher network. This design effectively integrates weak and strong augmentations (WA and SA) to further boost segmentation performance. To verify the effectiveness of our model, we conduct extensive experiments on ISPRS-Potsdam and LoveDA datasets. The experimental results show the superiority of our method over state-of-the-art semi-supervised methods. Notably, our model excels in distinguishing highly similar objects, showcasing its potential for advancing semi-supervised RS image segmentation tasks.

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著者 Shanwen Wang,Xin Sun,Changrui Chen,Danfeng Hong,Jungong Han
発行日 2025-03-13 14:18:36+00:00
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The Society of HiveMind: Multi-Agent Optimization of Foundation Model Swarms to Unlock the Potential of Collective Intelligence

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

マルチエージェントシステムは、人工知能（AI）ファンデーションモデルのアクセシビリティとスケーラビリティの問題に対処します。これは、多くの場合、大規模な言語モデルで表されます。
私たちは、複数のAI基礎モデル間の相互作用を調整し、現代の進化理論に従うことによって自然界で観察された動物の群れの行動を模倣するフレームワーク – 「Hivemindの社会」（SOHM） – を開発します。
一方で、SOHMは、主に実際の知識を必要とするタスクに無視できる利益を提供することがわかります。
一方、集中的な論理的推論を必要とするタスクの大幅な改善に注意して、マルチエージェントシステムが個々のエージェントと比較して集団の推論能力を高めることができることを示しています。
私たちの調査結果は、多数の多様なAIファンデーションモデルを組み合わせて、特定の環境との相互作用を通じて自己改善が可能な人工的な群れインテリジェンスを形成する可能性を示しています。

要約(オリジナル)

Multi-agent systems address issues of accessibility and scalability of artificial intelligence (AI) foundation models, which are often represented by large language models. We develop a framework – the ‘Society of HiveMind’ (SOHM) – that orchestrates the interaction between multiple AI foundation models, imitating the observed behavior of animal swarms in nature by following modern evolutionary theories. On the one hand, we find that the SOHM provides a negligible benefit on tasks that mainly require real-world knowledge. On the other hand, we remark a significant improvement on tasks that require intensive logical reasoning, indicating that multi-agent systems are capable of increasing the reasoning capabilities of the collective compared to the individual agents. Our findings demonstrate the potential of combining a multitude of diverse AI foundation models to form an artificial swarm intelligence capable of self-improvement through interactions with a given environment.

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著者 Noah Mamie,Susie Xi Rao
発行日 2025-03-13 14:20:53+00:00
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PEMF-VTO: Point-Enhanced Video Virtual Try-on via Mask-free Paradigm

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

Video Virtual Try-Onは、視覚的な忠実度と時間的一貫性の両方を維持しながら、ビデオのターゲット担当者に参照衣服をシームレスに転送することを目的としています。
既存の方法は、通常、マスクの入力に依存して試行領域を定義し、シンプルなシーンの正確な衣服の転送を可能にします（たとえば、ショップ内のビデオなど）。
ただし、これらのマスクベースのアプローチは、複雑な現実世界のシナリオと格闘しています。これは、過度に大きくて一貫性のないマスクが空間的情報を破壊し、歪んだ結果につながるためです。
マスクフリーの方法はこの問題を軽減しますが、特にダイナミックな体の動きを持つビデオのトライオンエリアを正確に決定する際に課題に直面しています。
これらの制限に対処するために、PEMF-VTOを提案します。PEMF-VTOは、スパースポイントアラインメントを活用して衣服移動を明示的にガイドする新しいポイント強化されたビデオバーチャルトライドオンフレームワークです。
私たちの主要な革新は、ポイント強化ガイダンスの導入です。これは、空間レベルの衣服の転送と時間レベルのビデオコヒーレンスの両方を柔軟で信頼できる制御を提供します。
具体的には、2つのコアコンポーネントを備えたポイント強化変圧器（PET）を設計します。ポイント強度の空間的注意（PSA）は、フレームクロスポイントアラインメントを使用して衣服移動を正確に導き、ポイント強度の時間的注意（PTA）を設計します。
広範な実験は、PEMF-VTOが最先端の方法を上回り、特に挑戦的なワイルドシナリオのために、より自然で一貫した、視覚的に魅力的なトライオンビデオを生成することを示しています。

要約(オリジナル)

Video Virtual Try-on aims to seamlessly transfer a reference garment onto a target person in a video while preserving both visual fidelity and temporal coherence. Existing methods typically rely on inpainting masks to define the try-on area, enabling accurate garment transfer for simple scenes (e.g., in-shop videos). However, these mask-based approaches struggle with complex real-world scenarios, as overly large and inconsistent masks often destroy spatial-temporal information, leading to distorted results. Mask-free methods alleviate this issue but face challenges in accurately determining the try-on area, especially for videos with dynamic body movements. To address these limitations, we propose PEMF-VTO, a novel Point-Enhanced Mask-Free Video Virtual Try-On framework that leverages sparse point alignments to explicitly guide garment transfer. Our key innovation is the introduction of point-enhanced guidance, which provides flexible and reliable control over both spatial-level garment transfer and temporal-level video coherence. Specifically, we design a Point-Enhanced Transformer (PET) with two core components: Point-Enhanced Spatial Attention (PSA), which uses frame-cloth point alignments to precisely guide garment transfer, and Point-Enhanced Temporal Attention (PTA), which leverages frame-frame point correspondences to enhance temporal coherence and ensure smooth transitions across frames. Extensive experiments demonstrate that our PEMF-VTO outperforms state-of-the-art methods, generating more natural, coherent, and visually appealing try-on videos, particularly for challenging in-the-wild scenarios.

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著者 Tianyu Chang,Xiaohao Chen,Zhichao Wei,Xuanpu Zhang,Qing-Guo Chen,Weihua Luo,Peipei Song,Xun Yang
発行日 2025-03-13 14:22:12+00:00
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RealGeneral: Unifying Visual Generation via Temporal In-Context Learning with Video Models

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

単一のフレームワーク内の多様な画像生成タスクを統合することは、視覚生成における根本的な課題のままです。
大規模な言語モデル（LLM）は、タスクに依存しないデータと生成を通じて統一を実現しますが、既存の視覚生成モデルはこれらの原則を満たすことができません。
現在のアプローチは、タスクごとのデータセットと大規模なトレーニングに依存しているか、タスク固有の変更を加えて事前に訓練された画像モデルを適応させ、一般化を制限しています。
この作業では、統一された画像生成の基礎としてビデオモデルを探索し、時間的相関をモデル化する固有の能力を活用します。
LLMSでのコンテキスト内学習に類似した、画像生成を条件付きフレーム予測タスクとして再フォーマル化する新しいフレームワークであるRealGeneralを紹介します。
ビデオモデルと条件イメージのペアの間のギャップを埋めるために、（1）マルチモーダルアライメントのための統一された条件付き埋め込みモジュールと、（2）分離された適応レイヤーームと注意マスクを備えた統一ストリームDITブロックを提案します。
RealGeneralは、複数の重要な視覚生成タスクの有効性を実証しています。たとえば、カスタマイズされた生成の被験者の類似性の14.5％の改善と、Canny-to-Imageタスクの画質の10％の向上を実現します。
プロジェクトページ：https：//lyne1.github.io/realgeneral/

要約(オリジナル)

Unifying diverse image generation tasks within a single framework remains a fundamental challenge in visual generation. While large language models (LLMs) achieve unification through task-agnostic data and generation, existing visual generation models fail to meet these principles. Current approaches either rely on per-task datasets and large-scale training or adapt pre-trained image models with task-specific modifications, limiting their generalizability. In this work, we explore video models as a foundation for unified image generation, leveraging their inherent ability to model temporal correlations. We introduce RealGeneral, a novel framework that reformulates image generation as a conditional frame prediction task, analogous to in-context learning in LLMs. To bridge the gap between video models and condition-image pairs, we propose (1) a Unified Conditional Embedding module for multi-modal alignment and (2) a Unified Stream DiT Block with decoupled adaptive LayerNorm and attention mask to mitigate cross-modal interference. RealGeneral demonstrates effectiveness in multiple important visual generation tasks, e.g., it achieves a 14.5% improvement in subject similarity for customized generation and a 10% enhancement in image quality for canny-to-image task. Project page: https://lyne1.github.io/RealGeneral/

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著者 Yijing Lin,Mengqi Huang,Shuhan Zhuang,Zhendong Mao
発行日 2025-03-13 14:31:52+00:00
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dFLMoE: Decentralized Federated Learning via Mixture of Experts for Medical Data Analysis

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

Federated Learningは、医療分野で幅広い用途を持っています。
これにより、患者のプライバシーを保護しながら、さまざまな医療機関間で知識共有を可能にします。
ただし、既存のフェデレーション学習システムは通常集中化されており、クライアントが集約のためにクライアント固有の知識を中央サーバーにアップロードする必要があります。
この集中化されたアプローチは、各クライアントの知識を集中サーバーに統合し、各クライアントに戻る前に集中統合中に知識がすでに損なわれています。
また、集中化されたアプローチは、セントラルサーバーへの依存性も生成します。これは、サーバーの誤動作または接続が不安定な場合のトレーニングの安定性に影響を与える可能性があります。
これらの問題に対処するために、DFLMOEという名前の分散化された連邦学習フレームワークを提案します。
私たちのフレームワークでは、クライアントは軽量のヘッドモデルを互いに直接交換します。
交換後、各クライアントはローカルモデルと受信したヘッドモデルの両方を個々の専門家として扱い、クライアント固有の専門家（MOE）アプローチの混合物を利用して、集合的な決定を下します。
この設計により、クライアント固有の集約による知識のダメージが軽減されるだけでなく、フレームワークの堅牢性を高めるために中央サーバーへの依存性を削除します。
複数の医療タスクに関するフレームワークを検証し、モデルの均一性と不均一性の両方の設定の下で、この方法が最先端のアプローチを明らかに上回ることを実証します。

要約(オリジナル)

Federated learning has wide applications in the medical field. It enables knowledge sharing among different healthcare institutes while protecting patients’ privacy. However, existing federated learning systems are typically centralized, requiring clients to upload client-specific knowledge to a central server for aggregation. This centralized approach would integrate the knowledge from each client into a centralized server, and the knowledge would be already undermined during the centralized integration before it reaches back to each client. Besides, the centralized approach also creates a dependency on the central server, which may affect training stability if the server malfunctions or connections are unstable. To address these issues, we propose a decentralized federated learning framework named dFLMoE. In our framework, clients directly exchange lightweight head models with each other. After exchanging, each client treats both local and received head models as individual experts, and utilizes a client-specific Mixture of Experts (MoE) approach to make collective decisions. This design not only reduces the knowledge damage with client-specific aggregations but also removes the dependency on the central server to enhance the robustness of the framework. We validate our framework on multiple medical tasks, demonstrating that our method evidently outperforms state-of-the-art approaches under both model homogeneity and heterogeneity settings.

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著者 Luyuan Xie,Tianyu Luan,Wenyuan Cai,Guochen Yan,Zhaoyu Chen,Nan Xi,Yuejian Fang,Qingni Shen,Zhonghai Wu,Junsong Yuan
発行日 2025-03-13 14:35:47+00:00
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Similarity Equivariant Graph Neural Networks for Homogenization of Metamaterials

投稿日: 2025年3月14日 作成者: jarxiv

要約

柔らかく多孔質の機械的メタマテリアルは、柔らかいロボット工学、音の還元、生物医学に重要な用途を持つ可能性のあるパターン変換を示します。
これらの革新的な材料を設計するには、機械的特性を調整するために、それらを正確かつ迅速にシミュレートできるようにすることが重要です。
有限要素法を使用した従来のシミュレーションには高い計算コストが必要であるため、この記事では、代理モデルとして機能するために好意的にスケーリングする機械学習ベースのアプローチを開発することを目指しています。
モデルがトレーニング中に遭遇しなかったものを含むさまざまな微細構造も処理できるようにするために、ネットワーク入力の一部として微細構造を含めます。
したがって、グローバルな量（エネルギー、応力剛性）と発生するパターン変換（運動学）を予測するグラフニューラルネットワークを導入します。
モデルを可能な限り正確かつデータ効率の良いものにするために、さまざまな対称性がモデルに組み込まれています。
出発点は、周期的な境界条件を持つ（つまり、RVEの選択に関して/等量である）e（n）equivariantグラフニューラルネットワーク（翻訳、回転、反射を尊重する）です。
スケール等量の組み込みにより、ユークリッドグループE（n）がサブグループである類似性グループとのモデル等量が等しくなります。
このネットワークは、より少ない対称性を持つグラフニューラルネットワークよりも正確でデータ効率が高いことを示しています。
有限要素離散化の効率的なグラフ表現を作成するために、有限要素メッシュからの内部幾何学的穴境界のみを使用して、メッシュサイズでより良いスピードアップとスケーリングを実現します。

要約(オリジナル)

Soft, porous mechanical metamaterials exhibit pattern transformations that may have important applications in soft robotics, sound reduction and biomedicine. To design these innovative materials, it is important to be able to simulate them accurately and quickly, in order to tune their mechanical properties. Since conventional simulations using the finite element method entail a high computational cost, in this article we aim to develop a machine learning-based approach that scales favorably to serve as a surrogate model. To ensure that the model is also able to handle various microstructures, including those not encountered during training, we include the microstructure as part of the network input. Therefore, we introduce a graph neural network that predicts global quantities (energy, stress stiffness) as well as the pattern transformations that occur (the kinematics). To make our model as accurate and data-efficient as possible, various symmetries are incorporated into the model. The starting point is an E(n)-equivariant graph neural network (which respects translation, rotation and reflection) that has periodic boundary conditions (i.e., it is in-/equivariant with respect to the choice of RVE), is scale in-/equivariant, can simulate large deformations, and can predict scalars, vectors as well as second and fourth order tensors (specifically energy, stress and stiffness). The incorporation of scale equivariance makes the model equivariant with respect to the similarities group, of which the Euclidean group E(n) is a subgroup. We show that this network is more accurate and data-efficient than graph neural networks with fewer symmetries. To create an efficient graph representation of the finite element discretization, we use only the internal geometrical hole boundaries from the finite element mesh to achieve a better speed-up and scaling with the mesh size.

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著者 Fleur Hendriks,Vlado Menkovski,Martin Doškář,Marc G. D. Geers,Ondřej Rokoš
発行日 2025-03-13 14:48:27+00:00
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