A Two-Way Research Street: Geometric Algorithms in Optimization and Computer-Based Discrete Geometry
双向研究街:优化中的几何算法和基于计算机的离散几何
基本信息
- 批准号:1818969
- 负责人:
- 金额:$ 30.68万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-07-01 至 2023-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
At the foundation of the progress in artificial intelligence and data science that is changing society (e.g., driverless cars) is the mathematical theory of optimization. For example, convex and non-linear optimization is the engine at the core of the very successful deep neural-networks. The first part of the project develops the mathematics necessary to solve optimization theory challenges (e.g., larger amounts of data, uncertain data) and to create faster, more accurate optimization algorithms. Computers are changing the nature of mathematical research and discovery too. For instance, computers can derive formulas and proofs automaticaly, computers can search for examples, and now they can more easily extract patterns thanks to machine learning. The second part of the project investigates the use of algorithms from artificial intelligence and algorithms to attack problems in mathematics, especially in geometry.This project in computational mathematics has two interacting components: The first component is to apply methods from convex geometry, algebraic geometry, geometry of numbers, and combinatorics to develop new algorithms for mixed-integer optimization problems arising in data science, especially the clustering of data with special conditions. The project also studies augmentation (primal) algorithms for integer and mixed-integer variables, these are algorithms that generalize the pivoting used for the simplex method. The second component of the project investigates geometric and combinatorial problems amenable to be investigated with computers. The computation of a number of fundamental combinatorial quantities in convex geometry, including the exact value of integer Caratheodory numbers for cones, quantitative Helly numbers, and integral Radon-Tverberg numbers, will be emphasized. The project presents a computer-based approach to prove or disprove several theorems indiscrete geometry.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
正在改变社会的人工智能和数据科学进步的基础是优化的数学理论。例如,凸和非线性优化是非常成功的深度神经网络的核心引擎。该项目的第一部分开发解决优化理论挑战(例如大量数据、不确定数据)和创建更快、更准确的优化算法所需的数学知识。计算机也在改变数学研究和发现的性质。例如,计算机可以自动推导出公式和证明,计算机可以搜索示例,现在由于机器学习,它们可以更轻松地提取模式。该项目的第二部分研究使用人工智能和算法来解决数学问题,特别是几何问题。该计算数学项目有两个相互作用的组成部分:第一个组成部分是应用凸几何、代数几何、数字几何和组合学的方法来开发新的算法来解决数据中出现的混合整数优化问题 科学,特别是具有特殊条件的数据的聚类。该项目还研究整数和混合整数变量的增强(原始)算法,这些算法概括了用于单纯形法的旋转。该项目的第二部分研究适合计算机研究的几何和组合问题。将强调凸几何中许多基本组合量的计算,包括锥体整数 Caratheodory 数的精确值、定量 Helly 数和积分 Radon-Tverberg 数。该项目提出了一种基于计算机的方法来证明或反驳离散几何中的多个定理。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Stochastic Tverberg Theorems With Applications in Multiclass Logistic Regression, Separability, and Centerpoints of Data
随机 Tverberg 定理在多类 Logistic 回归、可分离性和数据中心点中的应用
- DOI:10.1137/19m1277102
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:3.6
- 作者:De Loera, Jesus A.;Hogan, Thomas
- 通讯作者:Hogan, Thomas
The Minimum Euclidean-Norm Point in a Convex Polytope: Wolfe's Combinatorial Algorithm is Exponential
凸多面体中的最小欧几里得范数点:沃尔夫的组合算法是指数的
- DOI:10.1137/18m1221072
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:1.6
- 作者:De Loera, Jesús A.;Haddock, Jamie;Rademacher, Luis
- 通讯作者:Rademacher, Luis
Data-driven algorithm selection and tuning in optimization and signal processing
- DOI:10.1007/s10472-020-09717-z
- 发表时间:2020-11
- 期刊:
- 影响因子:1.2
- 作者:J. D. Loera;Jamie Haddock;A. Ma;D. Needell
- 通讯作者:J. D. Loera;Jamie Haddock;A. Ma;D. Needell
Sparse representation of vectors in lattices and semigroups
- DOI:10.1007/s10107-021-01657-8
- 发表时间:2021-05
- 期刊:
- 影响因子:2.7
- 作者:I. Aliev;G. Averkov;J. D. De Loera;Timm Oertel
- 通讯作者:I. Aliev;G. Averkov;J. D. De Loera;Timm Oertel
The lattice of cycles of an undirected graph
无向图的循环格
- DOI:10.1016/j.laa.2020.10.027
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:1.1
- 作者:Averkov, G.;Chavez, A.;De Loera, J.A.;Gillespie, B.
- 通讯作者:Gillespie, B.
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Jesus De Loera其他文献
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1853505 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 30.68万 - 项目类别:
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- 批准号:
18K18321 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 30.68万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Exploring two-way ecological research to inform Indigenous natural and cultural resource management
探索双向生态研究,为土著自然和文化资源管理提供信息
- 批准号:
DE130101671 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 30.68万 - 项目类别:
Discovery Early Career Researcher Award
Collaborative Research: New Developments for Analysis of Two-Way Structured Functional Data
协作研究:双向结构化函数数据分析的新进展
- 批准号:
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- 资助金额:
$ 30.68万 - 项目类别:
Continuing Grant
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$ 30.68万 - 项目类别:
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$ 30.68万 - 项目类别:
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