Collaborative research: Gaussian Process Frameworks for Modeling and Control of Stochastic Systems
Collaborative research: Gaussian Process Frameworks for Modeling and Control of Stochastic Systems
批准号:
1821258
负责人:
Robert Gramacy
金额:
$15.0万
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
项目状态:
已结题
起止时间:
2018-08-01 至 2021-07-31
中文摘要
在不确定情况下进行决策的定量模型继续吸引着自然科学和工程学领域的巨大努力。随着越来越复杂的模型在应用中的出现,计算需求继续超过可行的,有效的数值方法的溢价仍然很高。研究人员将探索最新的机器学习技术和控制范例之间的协同效应,这些范例出现在金融、能源储存和安全等各种应用中,以及传染病的流行病学建模。开发的“智能”算法将提供性能升级,这对于在处理大规模/复杂环境中使用模拟至关重要。该项目还将促进本科生、研究生和博士后在数学科学方面的跨学科培训。研究人员将研究用于非线性动态随机系统建模、分析和控制的统计学习技术。通过开发复杂随机模拟器的算法和统计模型,以及自主获取数据的主动学习策略,该项目将在动态随机现象的数学分析方面实现更高的能力和效率。该方法的关键是使用高保真近似高斯过程代理自适应地分配计算资源,以最大化用于建模目标的输入输出关系或用于动态规划的输入控制映射的学习率。通过将随机模拟与机器学习和非参数统计相结合,并与计算实施相结合,该项目将增强大规模模拟和优化环境中的知识发现。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
Quantitative models for decision making under uncertainty continue to attract intense effort across natural sciences and engineering. With the advent of ever more sophisticated models in applications, computational demands continue to outpace what is feasible and the premium on efficient numerical approaches remains high. The investigators will explore synergies between the latest machine learning techniques and control paradigms, arising in applications as diverse as finance, energy storage and security, and the epidemiological modeling of infectious diseases. The developed "smart" algorithms will deliver performance upgrades essential for using simulations in tackling large-scale/complex settings. The project will also contribute to inter-disciplinary training in mathematical sciences across undergraduate, graduate and post-doctoral levels. The investigators will investigate statistical learning techniques for modeling, analysis and control of nonlinear dynamic stochastic systems. Through developing algorithms and statistical models for complex stochastic simulators, and active learning strategies for autonomous data acquisition, the project will achieve enhanced capabilities and efficiency in mathematical analysis of dynamic random phenomena. The approach hinges on the use of high fidelity approximate Gaussian Process surrogates to adaptively allocate computing resources in order to maximize the learning rate of the input-output relationship for modeling objectives or of the input-control map for dynamic programming. By connecting stochastic simulation with machine learning and non-parametric statistics, and integrating with the computational implementation, the project will enhance knowledge discovery in large-scale simulation and optimization settings.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.
期刊论文(2)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
DOI:
10.1007/s11222-021-10007-9
发表时间:
2020-08
期刊:
Statistics and Computing
影响因子:
2.2
作者:
[D. Cole;R. Christianson;R. Gramacy]
通讯作者:
D. Cole;R. Christianson;R. Gramacy
DOI:
10.1080/00401706.2019.1677269
发表时间:
2018-12
期刊:
Technometrics
影响因子:
2.5
作者:
[Boya Zhang;D. Cole;R. Gramacy]
通讯作者:
Boya Zhang;D. Cole;R. Gramacy
CDS&E/Collaborative Research: Local Gaussian Process Approaches for Predicting Jump Behaviors of Engineering Systems
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批准号:2152679
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$18.14万
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财政年份:2022
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负责人:Robert Gramacy
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依托单位:
CDS&E-MSS/Collaborative Research: Sequential Design for Stochastic Control: Active Learning of Optimal Policies
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批准号:1849794
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$1.98万
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财政年份:2018
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负责人:Robert Gramacy
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依托单位:
Collaborative Research: CDS&E-MSS: Local Approximation for Large Scale Spatial Modeling
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批准号:1621746
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$15.0万
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财政年份:2016
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负责人:Robert Gramacy
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依托单位:
CDS&E-MSS/Collaborative Research: Sequential Design for Stochastic Control: Active Learning of Optimal Policies
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批准号:1521702
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$22.85万
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财政年份:2015
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负责人:Robert Gramacy
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依托单位:
国内基金
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Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
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批准号:24ZR1403900
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:SATOSHI NAWATA
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依托单位:
HIF-1α调控软骨细胞衰老在骨关节炎进展中的作用及机制研究
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批准号:82371603
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:陈晓
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依托单位:
超声驱动压电效应激活门控离子通道促眼眶膜内成骨的作用及机制研究
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批准号:82371103
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:阮静
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依托单位:
Lienard系统的不变代数曲线、可积性与极限环问题研究
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批准号:12301200
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.00万元
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批准年份:2023
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负责人:钱欣洁
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依托单位:
骨髓ISG+NAMPT+中性粒细胞介导抗磷脂综合征B细胞异常活化的机制研究
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批准号:82371799
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项目类别:面上项目
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资助金额:47.00万元
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批准年份:2023
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负责人:杨程德
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依托单位:
PRNP调控巨噬细胞M2极化并减弱吞噬功能促进子宫内膜异位症进展的机制研究
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批准号:82371651
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:赵栋
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依托单位:
脐带间充质干细胞微囊联合低能量冲击波治疗神经损伤性ED的机制研究
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批准号:82371631
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:卢慕峻
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依托单位:
TIPE2调控巨噬细胞M2极化改善睑板腺功能障碍的作用机制研究
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批准号:82371028
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:赵慧
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依托单位:
基于再生运动神经路径优化Agrin作用促进损伤神经靶向投射的功能研究
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批准号:82371373
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:沃雁
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依托单位:
利用CRISPR内源性激活Atoh1转录促进前庭毛细胞再生和功能重建
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批准号:82371145
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项目类别:面上项目
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资助金额:46.00万元
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批准年份:2023
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负责人:陶永
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依托单位: