Прогнозирование колебаний в сложных сетях с запаздывающей обратной связью.

arXiv:2603.04251v2 Тип объявления: замена-кросс Аннотация: Колебательная динамика является распространенной особенностью сложных сетей, часто играющих важную роль в регулировании функций. В масштабах от генных регуляторных сетей до экосистем механизмы обратной связи с задержкой являются ключевыми факторами колебаний в масштабе системы. Однако анализ и прогнозирование такой динамики представляют собой сложную задачу из-за сочетания высокой размерности, нелинейности и задержки. Здесь мы систематически исследуем, как структурная сложность и обратная связь с задержкой совместно вызывают колебательную динамику в сложных системах, и представляем аналитическую структуру, включающую теоретическое снижение размерности и прогнозирование на основе данных. Мы показываем, что колебания возникают в результате взаимодействия структурной сложности и задержки, при этом упрощенные модели выявляют их критические пороги и показывают, что большая связность снижает задержку, необходимую для их возникновения. Наша теория эмпирически проверяется в эксперименте на программируемой электронной схеме, где колебания наблюдаются, когда структурная сложность и задержка обратной связи превышают критические пороги, предсказанные нашей теорией. Наконец, мы используем конвейер резервуарных вычислений для точного прогнозирования начала колебаний непосредственно на основе данных временных рядов. Наши результаты углубляют понимание регуляции колебаний и открывают новые возможности для прогнозирования динамики в сложных сетях.

Источник: arxiv.org