在嘈杂环境中，基于信息论的方法推断有限长度轨迹中元素之间的潜在相互作用域
摘要：信息论中的转移熵最近被证明能够仅通过轨迹集合来阐明相互作用元素之间的相互作用领域（Phys. Rev.E 102, 012404，2020）。在计算转移熵时，只考虑距离小于某个距离变量（称为截断距离）的元素对。捕获潜在相互作用领域的预测性能受到施加在元素上的噪声水平和相互作用事件统计量的充足性的影响。本文通过使用修改后的Vicsek模型，系统地研究了预测性能对噪声水平和轨迹长度的依赖关系。噪声水平越大，轨迹时间长度越短，平均转移熵导数的波动就越大，这使得在全局最小平均转移熵导数的位置上识别相互作用领域变得困难。提出了一种用于量化粗粒化层次上强凸性程度的度量方式。结果表明，凸性评分方案能够很好地识别相互作用距离，即使平均转移熵导数的全局最小位置不能。我们还推导了一个解释相互作用领域与转移熵变化的关系的解析模型，支持我们的截断距离技术用于从轨迹中阐明潜在的相互作用领域。
作者：Udoy S. Basak, Sulimon Sattari, Hossain M. Motaleb, Kazuki Horikawa, Tamiki Komatsuzaki
论文ID：2009.08638
分类：Adaptation and Self-Organizing Systems
分类简称：nlin.AO
提交时间：2021-01-19