Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Potentials of Gated Higher Order Neural Units for Signal Decomposition and Process Monitoring

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F63839172%3A_____%2F25%3A10133656" target="_blank" >RIV/63839172:_____/25:10133656 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/68407700:21220/25:00383706 RIV/60076658:12310/25:43911223

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1016/j.procs.2025.01.288" target="_blank" >https://doi.org/10.1016/j.procs.2025.01.288</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.procs.2025.01.288" target="_blank" >10.1016/j.procs.2025.01.288</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Potentials of Gated Higher Order Neural Units for Signal Decomposition and Process Monitoring

  • Popis výsledku v původním jazyce

    In this paper, we propose an innovative shallow network architecture with gated higher-order neural units (gHONUs) for machine learning-based signal decomposition, which has the potential to improve anomaly detection and explainability while monitoring industrial processes as a real-time learning predictor. Our study shows that native HONU networks have limited decomposition capabilities due to the lack of a mechanism that forces the optimizer to enforce differential learning behavior among neurons. To address this limitation, we introduce pairs of neurons of different orders, connected by extended activation functions, as individual decomposition blocks. We present a first analysis of the behavior of these activation functions under HONU augmentations and show that the lowest linear correlation between paired neurons is achieved by a Tanh connection, where the neuron with an identity function output has a higher learning rate than the tanh signal constraining neuron. The possibilities of such a neural architecture are in applications of predictive and prescriptive maintenance and in analysis of time series resulting from complex dynamical behavior with incomplete observations and otherwise limited training, because the in-parameter linearity of nonlinear HONUs provides us with a mathematical-physical insight into the neural architecture.

  • Název v anglickém jazyce

    Potentials of Gated Higher Order Neural Units for Signal Decomposition and Process Monitoring

  • Popis výsledku anglicky

    In this paper, we propose an innovative shallow network architecture with gated higher-order neural units (gHONUs) for machine learning-based signal decomposition, which has the potential to improve anomaly detection and explainability while monitoring industrial processes as a real-time learning predictor. Our study shows that native HONU networks have limited decomposition capabilities due to the lack of a mechanism that forces the optimizer to enforce differential learning behavior among neurons. To address this limitation, we introduce pairs of neurons of different orders, connected by extended activation functions, as individual decomposition blocks. We present a first analysis of the behavior of these activation functions under HONU augmentations and show that the lowest linear correlation between paired neurons is achieved by a Tanh connection, where the neuron with an identity function output has a higher learning rate than the tanh signal constraining neuron. The possibilities of such a neural architecture are in applications of predictive and prescriptive maintenance and in analysis of time series resulting from complex dynamical behavior with incomplete observations and otherwise limited training, because the in-parameter linearity of nonlinear HONUs provides us with a mathematical-physical insight into the neural architecture.

Klasifikace

  • Druh

    D - Stať ve sborníku

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/LM2023054" target="_blank" >LM2023054: e-Infrastruktura CZ</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název statě ve sborníku

    Procedia Computer Science

  • ISBN

  • ISSN

    1877-0509

  • e-ISSN

  • Počet stran výsledku

    10

  • Strana od-do

    2278-2287

  • Název nakladatele

    Elsevier B.V.

  • Místo vydání

    Praha

  • Místo konání akce

    Praha

  • Datum konání akce

    13. 11. 2024

  • Typ akce podle státní příslušnosti

    WRD - Celosvětová akce

  • Kód UT WoS článku