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Compositional neurosymbolic representations enable efficient active exploration
DOI:10.1038/s41467-026-75703-4.png)
摘要
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长期运行的自主导航系统面临一个问题。标准方法在观测数量n的规模上表现不佳,限制了在有限硬件上的持续运行。我们表明,受神经计算启发的组合、高维向量表示可以解决这些约束。我们使用这些表示构建了一种贝叶斯优化(BO)算法,该算法在复杂空间中运行,并在多样化任务中减少了与当前最先进的BO算法相比的时间和内存需求。而标准方法需要O(n^3)的时间和O(n^2)的内存复杂度,我们的方法在嵌入维度d上保持为O(d^2),该维度在算法生命周期内保持不变。我们的算法在不损失精度的前提下将计算时间减少了60–200倍。在神经形态硬件上的实现将每样本能耗降低了30–188倍。这些效率来自于将样本选择转化为紧凑域上的连续优化,可通过梯度方法或神经动力学实现,从而实现长期、资源受限的自主探索。贝叶斯优化可以指导自主探索,但规模扩展性差,限制了其在资源受限系统上的应用。在此,作者引入了一种神经符号嵌入方法,实现了加速,部分实现已在神经形态硬件上得到验证。

