CIF: SMALL: kNN methods for functional estimation and machine learning
CIF:SMALL:用于功能估计和机器学习的 kNN 方法
基本信息
- 批准号:2112504
- 负责人:
- 金额:$ 50万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-10-01 至 2024-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
K Nearest Neighbor (kNN) methods are a class of nonparametric statistical methods. Compared with other methods, kNN methods have several advantages. In particular, kNN methods can automatically adapt to any continuous underlying functions without relying on any specific models. In addition, kNN methods are simple to use and do not require too much parameter tuning. Furthermore, kNN methods have achieved excellent empirical results. Due to these advantages, kNN methods are widely used in a large variety of statistical problems, including functional-estimation and machine-learning problems. However, the understanding of theoretical properties of kNN methods for these applications is incomplete. As the result, there is a pressing need to investigate the theoretical properties of kNN methods. By addressing the main sources of estimation errors identified by these investigations, one can design improved kNN methods that have better performance.In this project, the investigator is investigating: 1) theoretical properties of kNN methods in functional estimation and machine learning problems; and 2) the design of improved kNN algorithms with better performance for these applications. Despite many existing studies, several theoretical problems still need further investigation. In particular: 1) The theoretical convergence rates of kNN methods for functional estimations, classification and regression, etc., are still not fully established; 2) For many applications of practical interests, it is not clear under what conditions this type of methods is optimal; 3) Most of the existing analysis of kNN methods rely on availability of independent and identically distributed training data, while in certain applications (such as those involving Markov chains) the available data are dependent; 4) While there are many applications and analysis of kNN methods for supervised learning, the applications and analysis of kNN methods for reinforcement learning etc. are limited. To address these challenges, this project is focusing on two interconnected thrusts. In the first thrust, the project is investigating the application of kNN methods in the estimation of information-theoretic functionals, including entropy, mutual information, Kullback-Leibler divergence, directed information, etc. In the second thrust, the project is designing and analyzing kNN based algorithms for machine learning problems, including supervised learning, nonconvex optimization and reinforcement learning.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.
K近邻方法(kNN)是一类非参数统计方法。与其他方法相比,kNN方法具有许多优点。特别是,kNN方法可以自动适应任何连续的底层函数,而不依赖于任何特定的模型。此外,kNN方法使用简单,不需要太多的参数调整。此外,kNN方法取得了良好的实证结果。由于这些优点,kNN方法被广泛用于各种统计问题,包括函数估计和机器学习问题。然而,这些应用的kNN方法的理论特性的理解是不完整的。因此,迫切需要研究kNN方法的理论特性。通过解决这些调查确定的估计误差的主要来源,可以设计改进的kNN方法,具有更好的performance.In本项目中,研究者正在调查:1)kNN方法在函数估计和机器学习问题的理论特性;和2)改进的kNN算法的设计,这些应用程序具有更好的性能。尽管已有许多研究,但仍有一些理论问题需要进一步研究。特别是:1)kNN方法用于函数估计、分类和回归等的理论收敛速度,仍然没有完全建立; 2)对于许多实际应用,不清楚在什么条件下这种类型的方法是最优的; 3)大多数现有的kNN方法的分析依赖于独立和同分布的训练数据的可用性,而在某些应用中,(如涉及马尔可夫链的那些)可用的数据是依赖的; 4)虽然kNN方法在监督学习中有很多应用和分析,但kNN方法在强化学习等方面的应用和分析有限。为了应对这些挑战,该项目侧重于两个相互关联的重点。在第一个推力中,该项目正在研究kNN方法在信息论泛函估计中的应用,包括熵,互信息,Kullback-Leibler散度,有向信息等。在第二个推力中,该项目正在设计和分析基于kNN的机器学习问题算法,包括监督学习,该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识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(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Analysis of KNN Density Estimation
KNN密度估计分析
- DOI:10.1109/tit.2022.3195870
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:2.5
- 作者:Zhao, Puning;Lai, Lifeng
- 通讯作者:Lai, Lifeng
Bayesian Two-Stage Sequential Change Diagnosis via Sensor Arrays
通过传感器阵列进行贝叶斯两阶段顺序变化诊断
- DOI:10.1109/tit.2023.3298231
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:2.5
- 作者:Ma, Xiaochuan;Lai, Lifeng;Cui, Shuguang
- 通讯作者:Cui, Shuguang
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Lifeng Lai其他文献
Robust Risk-Sensitive Reinforcement Learning with Conditional Value-at-Risk
具有条件风险价值的鲁棒风险敏感强化学习
- DOI:
- 发表时间:
2024 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Xinyi Ni;Lifeng Lai - 通讯作者:
Lifeng Lai
NEW USES FOR OLD SMARTPHONES
旧智能手机的新用途
- DOI:
- 发表时间:
2015 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Lifeng Lai;Michael Smith;Kewen Gu - 通讯作者:
Kewen Gu
Minimax Optimal Q Learning with Nearest Neighbors
最近邻的 Minimax 最优 Q 学习
- DOI:
10.48550/arxiv.2308.01490 - 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Puning Zhao;Lifeng Lai - 通讯作者:
Lifeng Lai
Key Generation using Ternary Tree based Group Key Generation for Data Encryption and Classification
使用基于三叉树的组密钥生成进行数据加密和分类的密钥生成
- DOI:
10.5120/ijca2017912883 - 发表时间:
2017 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Nikita Gupta;Amit Saxena;Maithili Narasimha;Randy Katz;Alfin Abraham;Lifeng Lai - 通讯作者:
Lifeng Lai
Ultra-reliable and low-latency communications: applications, opportunities and challenges
- DOI:
10.1007/s11432-020-2852-1 - 发表时间:
2021-01-20 - 期刊:
- 影响因子:7.600
- 作者:
Daquan Feng;Lifeng Lai;Jingjing Luo;Yi Zhong;Canjian Zheng;Kai Ying - 通讯作者:
Kai Ying
Lifeng Lai的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Lifeng Lai', 18)}}的其他基金
CIF: Small: Adversarially Robust Reinforcement Learning: Attack, Defense, and Analysis
CIF:小型:对抗性鲁棒强化学习:攻击、防御和分析
- 批准号:
2232907 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
CCSS: Collaborative Research: Sketching for High Dimensional Data Analysis in IoT
CCSS:协作研究:物联网高维数据分析草图
- 批准号:
2000415 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Small: Adversarially Robust Statistical Inference
CIF:小:对抗性稳健的统计推断
- 批准号:
1908258 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Small: Distributed Statistical Inference with Compressed Data
CIF:小型:使用压缩数据进行分布式统计推断
- 批准号:
1717943 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
CCSS: Quickest Detection Under Energy Constraints
CCSS:能量限制下最快的检测
- 批准号:
1711468 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Building Secure Wireless Communication Systems via Physical Layer Resources
职业:通过物理层资源构建安全的无线通信系统
- 批准号:
1760889 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Continuing Grant
CIF: Small: Collaborative Research: Secret Key Generation Under Resource Constraints
CIF:小型:协作研究:资源限制下的密钥生成
- 批准号:
1665073 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
CCSS: Collaborative Research: Developing A Physical-Channel Based Lightweight Authentication System for Wireless Body Area Networks
CCSS:协作研究:为无线体域网开发基于物理通道的轻量级身份验证系统
- 批准号:
1660140 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Small: Collaborative Research: Secret Key Generation Under Resource Constraints
CIF:小型:协作研究:资源限制下的密钥生成
- 批准号:
1618017 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
WiFiUS: Collaborative Research: Sequential Inference and Learning for Agile Spectrum Use
WiFiUS:协作研究:敏捷频谱使用的顺序推理和学习
- 批准号:
1660128 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
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:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
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:n/a
- 批准年份:2022
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
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
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
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
- 批准年份:2019
- 资助金额:58.0 万元
- 项目类别:面上项目
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
- 批准年份:2019
- 资助金额:21.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
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
- 批准年份:2018
- 资助金额:56.0 万元
- 项目类别:面上项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
- 批准号:31802058
- 批准年份:2018
- 资助金额:26.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
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
- 批准年份:2017
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
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
- 批准年份:2017
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
- 批准号:91640114
- 批准年份:2016
- 资助金额:85.0 万元
- 项目类别:重大研究计划
相似海外基金
CSR: Small: Leveraging Physical Side-Channels for Good
CSR:小:利用物理侧通道做好事
- 批准号:
2312089 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
NeTS: Small: NSF-DST: Modernizing Underground Mining Operations with Millimeter-Wave Imaging and Networking
NeTS:小型:NSF-DST:利用毫米波成像和网络实现地下采矿作业现代化
- 批准号:
2342833 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
CPS: Small: NSF-DST: Autonomous Operations of Multi-UAV Uncrewed Aerial Systems using Onboard Sensing to Monitor and Track Natural Disaster Events
CPS:小型:NSF-DST:使用机载传感监测和跟踪自然灾害事件的多无人机无人航空系统自主操作
- 批准号:
2343062 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Small: Reservoir Computing with Ion-Channel-Based Memristors
合作研究:FET:小型:基于离子通道忆阻器的储层计算
- 批准号:
2403559 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
オミックス解析を用いたブドウ球菌 small colony variants の包括的特徴づけ
使用组学分析全面表征葡萄球菌小菌落变体
- 批准号:
24K13443 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
AF: Small: Problems in Algorithmic Game Theory for Online Markets
AF:小:在线市场的算法博弈论问题
- 批准号:
2332922 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Small: Algorithmic Self-Assembly with Crisscross Slats
合作研究:FET:小型:十字交叉板条的算法自组装
- 批准号:
2329908 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
NeTS: Small: ML-Driven Online Traffic Analysis at Multi-Terabit Line Rates
NeTS:小型:ML 驱动的多太比特线路速率在线流量分析
- 批准号:
2331111 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
- 批准号:
2331302 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
- 批准号:
2331301 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 50万 - 项目类别:
Standard Grant