CIF: Small: Learning and estimation with rough non-convex objectives: Fundamental limits and efficient algorithms
CIF: Small: Learning and estimation with rough non-convex objectives: Fundamental limits and efficient algorithms
批准号:
2006489
负责人:
Andrea Montanari
金额:
$33.0万
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:
2020-08-01 至 2023-06-30
中文摘要
信号处理、统计和机器学习中的大量问题需要最小化一个具有许多未知变量的代价函数。在一般情况下,这项任务在计算上是困难的,除非成本函数具有称为凸性的数学性质,这种情况在过去50年里吸引了大量的工作。另一方面,现代应用程序通常依赖于更复杂的非凸公式,这些公式使用简单的算法进行优化,这些算法不一定是最优的。这个项目探索的假设是,对于一大类非凸成本函数,人们可以在这些函数的典型实例中找到最优解,即使最坏的情况可能不可能优化。研究结果将影响到所有以非凸成本函数为特征的科学领域和现实世界的问题。本项目的目的是研究‘Mean-field’型成本函数的概率模型,即它们不具有潜在的低维结构。这种设置在高维统计和机器学习中非常常见:每个自由度都有可能与其他自由度相互作用(或不相互作用)。最近,通过开发新的算法来实现期望的优化目标,在特殊情况下建立了子层集的几何和可处理性之间的猜想联系。这些算法基于消息传递思想和自由能近似。该项目在更广泛的领域开发这些新方法,并调查它们适用的精确条件。此外,它还开发了潜在的替代方案和改进措施。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
A large number of problems in signal processing, statistics and machine learning require minimizing a cost function with many unknown variables. In a general setting, this task is computationally hard, unless the cost function has the mathematical property called convexity, a case that has attracted a large amount of work over the last fifty years. On the other hand, modern applications often rely on the more complex non-convex formulations, which are optimized using simple algorithms that are not necessarily optimal. This project explores the hypothesis that, for a broad class of non-convex cost functions, one can find optimal solutions in the typical instances of these functions, even if the worst case might be impossible to optimize. The outcomes will have impacts on all scientific fields and real-world problems that feature non-convex cost functions.This project aims at studying probabilistic models of cost functions that are of `mean-field' type, namely they do not have a latent low-dimensional structure. This setting is quite common in high-dimensional statistics and machine learning: Each degree of freedom is equally likely to interact (or not) with every other one. The conjectured connection between the geometry of sublevel sets and tractability was recently established in special cases by developing new algorithms that achieve the desired optimization goal. These algorithms are based on message passing ideas and free energy approximations. This project develops these new methods in a broader domain and investigates precise conditions for their applicability. Furthermore, it develops potential alternatives and improvements.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.
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High-Dimensional Projection Pursuit: Outer Bounds and Applications to Interpolation in Neural Networks
高维投影追踪:神经网络插值的外界和应用
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
Proceedings of Machine Learning Research
影响因子:
--
作者:
[Kangjie Zhou, Andrea Montanari]
通讯作者:
Kangjie Zhou, Andrea Montanari
Algorithmic thresholds in mean field spin glasses
平均场自旋玻璃的算法阈值
DOI:
--
发表时间:
2021
期刊:
The annals of probability
影响因子:
--
作者:
[Alaoui, AE, Montanari, A, Sellke, M]
通讯作者:
Sellke, M
Optimization of the Sherrington--Kirkpatrick Hamiltonian
Sherrington--Kirkpatrick 哈密顿量的优化
DOI:
10.1137/20m132016x
发表时间:
2021
期刊:
SIAM Journal on Computing
影响因子:
1.6
作者:
[Montanari, Andrea]
通讯作者:
Montanari, Andrea
DOI:
10.1109/focs54457.2022.00038
发表时间:
2022-03
期刊:
2022 IEEE 63rd Annual Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS)
影响因子:
--
作者:
[A. Alaoui;A. Montanari;Mark Sellke]
通讯作者:
A. Alaoui;A. Montanari;Mark Sellke
DOI:
10.1109/tit.2022.3180298
发表时间:
2021-09
期刊:
IEEE Transactions on Information Theory
影响因子:
2.5
作者:
[Ahmed El Alaoui;A. Montanari]
通讯作者:
Ahmed El Alaoui;A. Montanari
共 8 条
Workshop: Advances in Asymptotic Probability
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批准号:1839440
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$3.5万
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财政年份:2018
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负责人:Andrea Montanari
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依托单位:
BIGDATA: F: Reliable Inference with Big Data: Reproducibility, Data Sharing, Heterogeneity
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批准号:1741162
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$65.0万
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财政年份:2017
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负责人:Andrea Montanari
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依托单位:
CIF:Small:Information-theoretic and Computational Thresholds in Statistical Learning
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批准号:1714305
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$45.0万
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财政年份:2017
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负责人:Andrea Montanari
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依托单位:
CIF: Small: Optimal Iterative Estimation in Signal Processing, Information Theory and Machine Learning
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批准号:1319979
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$41.62万
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财政年份:2013
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负责人:Andrea Montanari
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依托单位:
The game dynamics of social interaction: Algorithms and applications
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批准号:0915145
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$49.98万
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财政年份:2009
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负责人:Andrea Montanari
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依托单位:
CAREER: New Information Processing Techniques from Statistical Physics and Probability Theory
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批准号:0743978
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$32.0万
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财政年份:2008
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负责人:Andrea Montanari
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依托单位:
国内基金
海外基金
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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
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批准号:
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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:
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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
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:张祥忠
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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
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批准号:32000033
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:林平
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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
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批准号:31972324
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:高学文
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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
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批准号:81900988
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2019
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负责人:毛梦莹
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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
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批准号:31870821
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈江宁
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依托单位:
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
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批准号:31802058
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2018
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负责人:麻慧
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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
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批准号:31772128
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:吴建国
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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
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批准号:81704176
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:赵继梦
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依托单位:
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
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批准号:91640114
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2016
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负责人:何祖华
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依托单位: