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
不确定性下决策的定量模型继续吸引着自然科学和工程领域的大量研究。随着应用中越来越复杂的模型的出现,计算需求继续超过可行性,有效的数值方法的溢价仍然很高。研究人员将探索最新机器学习技术与控制范例之间的协同作用,这些范例在金融、能源存储和安全以及传染病的流行病学建模等多种应用中出现。开发的“智能”算法将为处理大规模/复杂设置的模拟提供必要的性能升级。该项目还将促进本科、研究生和博士后水平的数学科学跨学科培训。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,以及自主数据采集的主动学习策略,该项目将提高动态随机现象的数学分析能力和效率。该方法依赖于使用高保真的近似高斯过程替代物自适应分配计算资源,以便最大限度地提高建模目标的输入-输出关系的学习率或动态规划的输入-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,并与计算实现相结合,该项目将加强大规模模拟和优化设置中的知识发现。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,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。
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:
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:
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:
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:
Idh3a作为线粒体代谢—表观遗传检查点调控产热脂肪功能的机制研究
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批准号:82370851
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项目类别:面上项目
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资助金额:48.00万元
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批准年份:2023
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负责人:包玉倩
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依托单位: