Collaborative Research: Consensus and Distributed Optimization in Non-Convex Environments with Applications to Networked Machine Learning

协作研究:非凸环境中的共识和分布式优化及其在网络机器学习中的应用

基本信息

  • 批准号:
    2240788
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-08-01 至 2026-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Distributed optimization is a vehicle for machine learning and data analysis over networks as it provides the means to train models in a scalable fashion. This project aims to advance the fundamental knowledge on distributed non-convex optimization by studying two important classes of non-convex problems. The intellectual merits of the project include investigating distributed retraction-free manifold optimization, and distributed non-smooth weakly-convex optimization. Scientific contributions of this project will bring transformative change to the understanding of consensus and coordination in non-convex environments. The broader impacts of the project include educational components to introduce distributed optimization as a practical tool for the next generation of engineers. These educational plans include seminar presentations for a broader audience as well as advanced course development to introduce state-of-the-art decentralized optimization techniques.The goal of this project is to address distributed approaches for non-convex optimization implemented in heterogeneous computing environments. Retraction-free methods for distributed implementation of Riemannian Stochastic Gradient Descent will be investigated, followed by illustration of the benefits of this technique in reduced rank and sparse regression as well as training of sparse deep neural networks. In both cases, sparsity will be ensured by constraining the search for the model parameters to a lower-dimensional Riemannian manifold. The study will further consider distributed non-smooth, non-convex (weakly-convex) optimization, and develop asynchronous sub-gradient descent methods for communication-efficient optimization. The goal will be to establish both global and local convergence results for the proposed methods.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.
分布式优化是通过网络进行机器学习和数据分析的工具,因为它提供了以可扩展的方式训练模型的方法。本计画旨在借由研究两类重要的非凸性问题,增进分散式非凸性最佳化的基础知识。该项目的智力价值包括研究分布式无收缩流形优化和分布式非光滑弱凸优化。该项目的科学贡献将为非凸环境中的共识和协调的理解带来变革性的变化。该项目更广泛的影响包括教育组件,将分布式优化作为下一代工程师的实用工具。这些教育计划包括面向更广泛受众的研讨会演示以及高级课程开发,以介绍最先进的分散优化技术。该项目的目标是解决异构计算环境中实现非凸优化的分布式方法。将研究用于分布式实现黎曼随机梯度下降的无收缩方法,然后说明该技术在降秩和稀疏回归以及稀疏深度神经网络训练中的优势。在这两种情况下,稀疏性将通过将对模型参数的搜索约束到低维黎曼流形来确保。该研究将进一步考虑分布式非光滑,非凸(弱凸)优化,并开发异步次梯度下降方法的通信效率优化。该奖项反映了NSF的法定使命,并被认为值得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来支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ 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 }}

Shahin Shahrampour其他文献

Switching to learn
转行学习
  • DOI:
    10.1109/acc.2015.7171178
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shahin Shahrampour;M. Amin Rahimian;A. Jadbabaie
  • 通讯作者:
    A. Jadbabaie
Tracking Dynamic Gaussian Density with a Theoretically Optimal Sliding Window Approach
使用理论上最佳滑动窗口方法跟踪动态高斯密度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yinsong Wang;Yu Ding;Shahin Shahrampour
  • 通讯作者:
    Shahin Shahrampour
On Optimal Generalizability in Parametric Learning
参数学习中的最优泛化性
Regret Analysis of Distributed Online Control for LTI Systems with Adversarial Disturbances
具有对抗性干扰的 LTI 系统分布式在线控制的遗憾分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ting;Shahin Shahrampour
  • 通讯作者:
    Shahin Shahrampour
N-Dimensional Distributed Network Localization with Noisy Range Measurements and Arbitrary Anchor Placement
具有噪声范围测量和任意锚点放置的 N 维分布式网络定位
  • DOI:
    10.23919/acc.2019.8814820
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    P. P. V. Tecchio;Nikolay A. Atanasov;Shahin Shahrampour;George Pappas
  • 通讯作者:
    George Pappas

Shahin Shahrampour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('Shahin Shahrampour', 18)}}的其他基金

Collaborative Online Optimization for Efficient Model-Based Learning
基于模型的高效学习的协作在线优化
  • 批准号:
    2136206
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Online Optimization for Efficient Model-Based Learning
基于模型的高效学习的协作在线优化
  • 批准号:
    1933878
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
  • 批准号:
    24ZR1403900
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Cell Research
  • 批准号:
    31224802
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Cell Research
  • 批准号:
    31024804
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Cell Research (细胞研究)
  • 批准号:
    30824808
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Research on the Rapid Growth Mechanism of KDP Crystal
  • 批准号:
    10774081
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: Consensus and Distributed Optimization in Non-Convex Environments with Applications to Networked Machine Learning
协作研究:非凸环境中的共识和分布式优化及其在网络机器学习中的应用
  • 批准号:
    2240789
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Building consensus around the quantification and interpretation of Symbiodiniaceae diversity
合作研究:围绕共生科多样性的量化和解释建立共识
  • 批准号:
    2127514
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Building consensus around the quantification and interpretation of Symbiodiniaceae diversity
合作研究:围绕共生科多样性的量化和解释建立共识
  • 批准号:
    2127508
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Building consensus around the quantification and interpretation of Symbiodiniaceae diversity
合作研究:围绕共生科多样性的量化和解释建立共识
  • 批准号:
    2127506
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Collaborative Research: Covid-19 Hotspot Network Size and Node Counting using Consensus Estimation
RAPID:协作研究:使用共识估计的 Covid-19 热点网络规模和节点计数
  • 批准号:
    2032114
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Collaborative Research: Covid-19 Hotspot Network Size and Node Counting using Consensus Estimation
RAPID:协作研究:使用共识估计的 Covid-19 热点网络规模和节点计数
  • 批准号:
    2032106
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Consensus on Climate Predication by Adaptive Synchronization of Models
合作研究:通过模型自适应同步进行气候预测共识
  • 批准号:
    0838235
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Consensus on Climate Predication by Adaptive Synchronization of Models
合作研究:通过模型自适应同步进行气候预测共识
  • 批准号:
    0838251
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CSR-EHCS(EHS), TM: Distributed Sensing via Robust Consensus on Manifolds
合作研究:CSR-EHCS(EHS),TM:通过流形上的鲁棒共识进行分布式传感
  • 批准号:
    0834470
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CSR-EHCS(EHS), TM: Distributed Sensing via Robust Consensus on Manifolds
合作研究:CSR-EHCS(EHS),TM:通过流形上的鲁棒共识进行分布式传感
  • 批准号:
    0834446
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了