ターケンスの埋め込み定理(Takens' Embedding Theorem)
元論文:Takens, F. (1981) Detecting strange attractors in turbulence. In D. Rand & L.-S. Young (Eds.), Lecture Notes in Mathematics (Vol. 898, pp. 366–381).
https://youtu.be/MKOE3ECBZ_g?si=B4_NMmarS6fpu_MF
力学系中のある変数の挙動には過去の他の変数の挙動の情報が含まれているため、一つの変数の時間遅れベクトルを座標としてプロットすること(埋め込み)ですべての変数を用いたアトラクタと一対一に対応し、各点の相対的な位置関係が同等であるアトラクタを再構成することができる
from Convergent cross mapping の紹介:生態学における時系列間の因果関係推定法
なぜ一部の変数しか観測していなくとも時間遅れで系の動態を再構成することができるのか?
Naa_tsure.icon直感的な説明だと、
測定可能な変数Yと測定不可能な変数Zを考える
$ Y_{t+1}=f(Y_t,Z_t)
$ Z_{t+1}=g(Y_t,Z_t)
上の式に下の式を代入すると、
$ Y_{t+1}=f(Y_t,g(Y_{t-1},Z_{t-1}))
となる。
これを繰り返していくと、
$ Y_{t+1}=f(Y_t,g(Y_{t-1},g(Y_{t-1},g(Y_{t-2},g(Y_{t-3},g(Y...))))))
YとZの2変数で構成されていたものを観測できるYのみで表すことができるようになる
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ref
rEDM を用いた Empirical Dynamic Modeling: (1) 動態の再構成
4. なぜ再構成できるのか?
Stephan B Munch, Antoine Brias, George Sugihara, Tanya L Rogers, Frequently asked questions about nonlinear dynamics and empirical dynamic modelling, ICES Journal of Marine Science, Volume 77, Issue 4, July-August 2020, Pages 1463–1479,
#力学系(Dynamical_system)
Empirical Dynamic Modeling; EDM