Accelerating Asymptotically Exact MCMC for Computationally Intensive Models via Local Approximations
Notice bibliographique
Résumé
We construct a new framework for accelerating Markov chain Monte Carlo in posterior sampling problems where standard methods are limited by the computational cost of the likelihood, or of numerical models embedded therein. Our approach introduces local approximations of these models into the Metropolis–Hastings kernel, borrowing ideas from deterministic approximation theory, optimization, and experimental design. Previous efforts at integrating approximate models into inference typically sacrifice either the sampler’s exactness or efficiency; our work seeks to address these limitations by exploiting useful convergence characteristics of local approximations. We prove the ergodicity of our approximate Markov chain, showing that it samples asymptotically from the exact posterior distribution of interest. We describe variations of the algorithm that employ either local polynomial approximations or local Gaussian process regressors. Our theoretical results reinforce the key observation underlying this article: when the likelihood has some local regularity, the number of model evaluations per Markov chain Monte Carlo (MCMC) step can be greatly reduced without biasing the Monte Carlo average. Numerical experiments demonstrate multiple order-of-magnitude reductions in the number of forward model evaluations used in representative ordinary differential equation (ODE) and partial differential equation (PDE) inference problems, with both synthetic and real data. Supplementary materials for this article are available online.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,027 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».