AF: Small: Natural Algorithms and Dynamic Networks
AF: Small: Natural Algorithms and Dynamic Networks
批准号:
2006125
负责人:
Bernard Chazelle
金额:
$40.0万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2020
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2020-07-01 至 2023-06-30
中文摘要
从局部相互作用中出现大规模秩序是计算和生活系统的共同主题。自然算法领域试图发现这种现象背后的基本原理,这些原理具有惊人的多样性。简单的算法规则能解释鸟类如何成群、白蚁如何合作、观点如何两极分化、振荡器如何自同步、语言如何通过迭代学习进化,或者自适应系统如何产生健壮性?除了为这些具体问题提供答案外,该项目更广泛的雄心是在算法和动力系统领域之间架起桥梁。几乎所有考虑的过程都涉及动态网络,其节点代表在时变拓扑下交互的自治代理。通常,以尊重动态的方式对此类系统执行降维是至关重要的。这项任务是通过“语义重整化”的镜头来实现的,这是一个涉及到对动态图形进行分层聚类的过程。该项目的主题是高度多学科的,并形成了研究生研讨会和本科生项目的基础,参与的学科包括计算机科学、数学、统计学、神经科学、基因组学、进化生物学和机械工程。该项目利用了动力系统、机器学习、统计力学和网络理论等多个领域的广泛技术。它由四个主要部分组成:(A)“迭代学习”特征是学生作为贝叶斯主体,从教师那里学习,然后成为教师自己;(B)“动态随机行走”模型通过反馈环在拓扑随时间变化的图上随机行走;(C)“观点动力学”研究自主主体如何通过相互的、受限的交互来达成共识;(D)“平均系统”是由嵌入式动态网络上的凸组合更新驱动的耦合动态系统。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
The emergence of large-scale order from local interactions is a theme common to computing and living systems. The field of natural algorithms seeks to discover the fundamental principles that underlie this phenomenon in all its remarkable diversity. Can simple algorithmic rules explain how birds flock, how termites cooperate, how opinions polarize, how oscillators self-synchronize, how languages evolve through iterated learning, or how robustness emerges from adaptive systems? Beyond providing answers to these specific questions, the broader ambition of this project is to build bridges between the fields of algorithms and dynamical systems. Nearly all of the processes under consideration involve dynamic networks whose nodes represent autonomous agents interacting under time-varying topologies. It is often crucial to perform dimension reduction on such systems in a manner respectful of the dynamics. This task is approached through the lens of “semantic renormalization,” a process that involves clustering dynamic graphs hierarchically. The theme of the project is highly multidisciplinary and forms the basis of graduate seminars and undergraduate projects with participation from computer science, mathematics, statistics, neuroscience, genomics, evolutionary biology, and mechanical engineering. The project draws upon a wide range of techniques from areas as diverse as dynamical systems, machine learning, statistical mechanics, and network theory. It consists of four main parts: (a) “iterated learning” features students who, acting as Bayesian agents, learn from teachers and then, in turn, become teachers themselves; (b) “dynamic random walks” model random walks over graphs whose topology changes over time via a feedback loop; (c) “opinion dynamics” investigates how autonomous agents can reach consensus through mutual, constrained interaction; (d) “averaging systems” are coupled dynamical systems driven by convex combination updates over embedded dynamic networks.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(7)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
登录
查看更多内容
A Geometric Approach to Inelastic Collapse
非弹性塌陷的几何方法
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
Computational geometry
影响因子:
--
作者:
[Chazelle, B, Karntikoon, K, Zheng, Y.]
通讯作者:
Zheng, Y.
Quick Relaxation in Collective Motion
集体运动中的快速放松
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
61st IEEE Conference on Decision and Control
影响因子:
--
作者:
[Chazelle, B., Karntikoon, K.]
通讯作者:
Karntikoon, K.
On the Periodicity of Random Walks in Dynamic Networks
关于动态网络中随机游走的周期性
DOI:
10.1109/tnse.2019.2924921
发表时间:
2020
期刊:
IEEE transactions on network science and engineering
影响因子:
6.6
作者:
[Chazelle, B.]
通讯作者:
Chazelle, B.
DOI:
--
发表时间:
2023
期刊:
2nd Symp. Algorithmic Foundations of Dynamic Networks
影响因子:
--
作者:
[Chazelle, B., Karntikoon, K.]
通讯作者:
Karntikoon, K.
DOI:
10.1016/j.cels.2020.06.005
发表时间:
2020-07-22
期刊:
CELL SYSTEMS
影响因子:
9.3
作者:
[Kobren, Shilpa Nadimpalli, Chazelle, Bernard, Singh, Mona]
通讯作者:
Singh, Mona
共 6 条
AF: Small: An Algorithmic Approach to Collective Behavior
-
批准号:1420112
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$42.0万
-
财政年份:2014
-
负责人:Bernard Chazelle
-
依托单位:
CCF: AF Analytical Tools for Natural Algorithms
-
批准号:0963825
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$50.0万
-
财政年份:2010
-
负责人:Bernard Chazelle
-
依托单位:
AF: Small: New Directions in Computational Geometry
-
批准号:1016250
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$34.8万
-
财政年份:2010
-
负责人:Bernard Chazelle
-
依托单位:
Data-Powered Algorithms
-
批准号:0634958
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$40.0万
-
财政年份:2006
-
负责人:Bernard Chazelle
-
依托单位:
The Design and Analysis of Geometric Algorithms
-
批准号:9301254
-
项目类别:Continuing Grant
-
资助金额:$31.62万
-
财政年份:1993
-
负责人:Bernard Chazelle
-
依托单位:
The Design and Implementation of Geometric Algorithms
-
批准号:9002352
-
项目类别:Continuing Grant
-
资助金额:$66.2万
-
财政年份:1990
-
负责人:Bernard Chazelle
-
依托单位:
Investigations into the Nature of Search - Data Structures and Geometric Applications
-
批准号:8700917
-
项目类别:Continuing Grant
-
资助金额:$51.7万
-
财政年份:1987
-
负责人:Bernard Chazelle
-
依托单位:
Theoretical Computational Geometry (Computer Research)
-
批准号:8303925
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$4.5万
-
财政年份:1983
-
负责人:Bernard Chazelle
-
依托单位:
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2024
-
负责人:
-
依托单位:
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:10.0万元
-
批准年份:2022
-
负责人:张祥忠
-
依托单位:
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
-
批准号:32000033
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:24.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:林平
-
依托单位:
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
-
批准号:31972324
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:58.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:高学文
-
依托单位:
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
-
批准号:81900988
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:21.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:毛梦莹
-
依托单位:
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
-
批准号:31870821
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:56.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:陈江宁
-
依托单位:
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
-
批准号:31802058
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:26.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:麻慧
-
依托单位:
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
-
批准号:31772128
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:60.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:吴建国
-
依托单位:
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
-
批准号:81704176
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2017
-
负责人:赵继梦
-
依托单位:
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
-
批准号:91640114
-
项目类别:重大研究计划
-
资助金额:85.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:何祖华
-
依托单位: