因果表示学习是识别基本因果变量及其从高维观察（例如图像）中的关系的任务。最近的工作表明，可以从观测的时间序列中重建因果变量，假设它们之间没有瞬时因果关系。但是，在实际应用中，我们的测量或帧速率可能比许多因果效应要慢。这有效地产生了“瞬时”效果，并使以前的可识别性结果无效。为了解决这个问题，我们提出了ICITRI，这是一种因果表示学习方法，当具有已知干预目标的完美干预措施时，可以在时间序列中处理瞬时效应。 Icitris从时间观察中识别因果因素，同时使用可区分的因果发现方法来学习其因果图。在三个视频数据集的实验中，Icitris准确地识别了因果因素及其因果图。
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以对象为中心的表示是人类感知的基础，并使我们能够对世界进行推理，并系统地推广到新的环境。当前，大多数在无监督的对象发现上的作品集中在基于插槽的方法上，这些方法明确将单个对象的潜在表示分开。尽管结果很容易解释，但通常需要设计相关建筑的设计。与此相反，我们提出了一种相对简单的方法 - 复杂的自动编码器（CAE） - 创建分布式以对象为中心的表示。遵循对生物神经元中对象表示为基础的编码方案，其复杂值激活表示两个消息：它们的幅度表达了特征的存在，而神经元之间的相对相位差异应绑定在一起以创建关节对象表示。 。与以前使用复杂值激活进行对象发现的方法相反，我们提出了一种完全无监督的方法，该方法是端到端训练的 - 导致了性能和效率的显着提高。此外，我们表明，与最新的基于最新的插槽方法相比，CAE在简单的多对象数据集上实现了竞争性或更好的无监督对象发现性能，同时训练的速度要快100倍。
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从视觉观察中了解动态系统的潜在因果因素被认为是对复杂环境中推理的推理的关键步骤。在本文中，我们提出了Citris，这是一种变异自动编码器框架，从图像的时间序列中学习因果表示，其中潜在的因果因素可能已被干预。与最近的文献相反，Citris利用了时间性和观察干预目标，以鉴定标量和多维因果因素，例如3D旋转角度。此外，通过引入归一化流，可以轻松扩展柑橘，以利用和删除已验证的自动编码器获得的删除表示形式。在标量因果因素上扩展了先前的结果，我们在更一般的环境中证明了可识别性，其中仅因果因素的某些成分受干预措施影响。在对3D渲染图像序列的实验中，柑橘类似于恢复基本因果变量的先前方法。此外，使用预验证的自动编码器，Citris甚至可以概括为因果因素的实例化，从而在SIM到现实的概括中开放了未来的研究领域，以进行因果关系学习。
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The SINDy algorithm has been successfully used to identify the governing equations of dynamical systems from time series data. In this paper, we argue that this makes SINDy a potentially useful tool for causal discovery and that existing tools for causal discovery can be used to dramatically improve the performance of SINDy as tool for robust sparse modeling and system identification. We then demonstrate empirically that augmenting the SINDy algorithm with tools from causal discovery can provides engineers with a tool for learning causally robust governing equations.
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我们借鉴物理界的最新进步，提出了一种新的方法，以发现强化学习中物理系统的非线性动力学（RL）。我们确定该方法能够使用较少的轨迹（仅$ \ leq 30 $时间步骤）发现基础动力学，而不是最先进的模型学习算法。此外，该技术学习了一个足够准确的模型，可以诱导近乎最佳的策略，而轨迹明显少于无模型算法所要求的轨迹。它带来了基于模型的RL的好处，而无需提前开发模型，即具有基于物理动力的系统。为了确定该算法的有效性和适用性，我们对四个经典控制任务进行实验。我们发现，对基础系统的发现动力进行培训的最佳政策可以很好地概括。此外，当部署在实际物理系统上时，学到的策略表现良好，从而将模型桥接到实际系统差距中。我们将我们的方法与最新的基于模型和无模型的方法进行了比较，并表明我们的方法需要在真实的物理系统上比较其他方法所采样的轨迹更少。此外，我们探索了近似动力学模型，发现它们也可以表现良好。
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我们提出并展示了一种基于物理引导的机器学习的城市排水系统液压系统快速准确的替代建模的新方法。替代物是根据流体动力（HIFI）模型的一组有限的仿真结果训练的。与HIFI模型相比，我们的方法将模拟时间减少了一到两个数量级。因此，它比例如概念性水文模型，但它可以模拟排水网络的所有节点和链接中的水位，流和附加费，因此很大程度上保留了HIFI模型提供的细节水平。比较由替代物和HIFI模型模拟的时间序列，达到了0.9顺序的R2值。替代培训时间目前为一小时。但是，可以通过应用转移学习和图形神经网络来减少它们。我们的替代方法对于城市排水系统的初始设计阶段以及实时应用的互动讲习班将很有用。此外，我们的模型公式是通用的，未来的研究应调查其在模拟其他供水系统中的应用。
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