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CLARE: 電子温度予測の分類ベース回帰

arXiv cs.AI / 2026/3/16

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要点

  • CLAREは、地球のプラズマ圏における電子温度(Te)を予測する分類ベースの回帰モデルで、AKEBONO(EXOS-D)衛星測定値と太陽活動指標および地磁気指標を用いて訓練されています。
  • Teの連続出力を150の離散分類区間に変換し、分類タスクで訓練することで、従来の回帰モデルと比較して相対的に精度が6.46%向上し、同時に不確実性推定を可能にします。
  • ホールドアウト済みのAKEBONOテストセットで、Teの予測は実測値の±10%の範囲内で69.67%の精度を達成し、1991年1月30日から2月7日にかけての既知の磁気嵐期間では46.17%を達成しました。
  • これらの結果は、公開データを用いて高精度のTeモデルを機械学習で構築できることを示しています。

要旨: 電子温度(Te)は上部大気の宇宙天気を支配する重要なパラメータですが、これまで宇宙天気分野の機械学習文献では歴史的に十分には探究されていませんでした。地球のプラズマ圏の電子温度を予測する機械学習モデル CLARE を、AKEBONO(EXOS-D)衛星の測定値および太陽および地磁気指標を用いて訓練しました。 CLARE は、連続的な Te 出力空間を 150 個の離散分類区間に変換する分類ベースの回帰アーキテクチャを採用しています。分類タスクでモデルを訓練することは、従来の回帰モデルと比較して予測精度を相対的に 6.46% 向上させるとともに、予測に関する不確実性推定情報も出力します。 AKEBONO データのホールドアウトテストセットにおいて、モデルの Te の予測は真値の 10% 内で 69.67% の精度を達成し、1991 年 1 月 30 日から 2 月 7 日までの既知の磁気嵐期間では 46.17% を達成しました。 我々は、機械学習を用いて公開データ上で高精度の Te モデルを作成できることを示します。

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