AF: RI: Small: Computationally Efficient Approximation of Stationary Points in Convex and Min-Max Optimization
AF: RI: Small: Computationally Efficient Approximation of Stationary Points in Convex and Min-Max Optimization
批准号:
2007757
负责人:
Jelena Diakonikolas
金额:
$35.0万
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:
2020-10-01 至 2023-09-30
中文摘要
优化几乎渗透到生活的方方面面,从自然选择和进化到技术和经济发展。在现代数据科学中,优化算法是在数据中发现模式、创建解释和模仿模式的模型以及做出预测的核心引擎。该项目的主要目标是推进优化的理论基础,并利用所获得的见解来开发广泛适用、适应不同数据模型和可扩展的新算法,以便它们可以应用于更加雄心勃勃的数据科学应用。该项目中理论框架发展的指导原则之一是优化算法和规律之间的平行关系,例如控制物理系统行为的最小作用原理。更具体地说,这个项目的目标是进一步理解优化算法收敛到平稳点(定义为具有小梯度范数的点)的速度有多快。在凸优化中,一个最基本的事实是,每个驻点也是全局函数的最小值。然而,有效地计算近平稳点的问题与有效地逼近函数最小值的问题是完全不同的,在其中一个准则下表现出最优收敛率的方法通常在两个准则下都表现出最优收敛率。特别是,Nesterov的加速梯度方法在最小化光滑(梯度lipschitz)凸函数方面是迭代复杂度最优的,但在寻找它们的近平稳点方面是次优的。虽然最小化凸函数的复杂性是众所周知的,但对于寻找近平稳点的复杂性却知之甚少。这种令人不安的理解差距不仅对通用优化算法造成了严重的算法限制,而且在许多应用领域也是如此。该项目的主要重点是通过开发一个通用框架来分析凸优化中的平稳点收敛及其推广,利用动力系统,单调算子理论和不动点理论的技术工具来缩小这一差距。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
Optimization permeates almost every aspect of life, from natural selection and evolution to technological and economic development. Within modern data science, optimization algorithms are the core engine for finding patterns in the data, creating models that explain and mimic them, and making predictions. The primary goal of this project is to advance the theoretical foundations of optimization and leverage the obtained insights to develop new algorithms that are broadly applicable, adaptive to different data models, and scalable, so that they can be applied to the ever-more ambitious data-science applications. One of the guiding principles for the development of theoretical frameworks in this project are parallels between optimization algorithms and laws, such as the principle of least action, governing the behavior of physical systems. More concretely, the goal of this project is to further the understanding of how fast it is possible for optimization algorithms to converge to stationary points, defined as the points with small gradient norms. In convex optimization, one of the most fundamental facts is that every stationary point is also a global function minimum. However, the problem of efficiently computing near-stationary points is quite different from the problem of efficiently approximating the function minima, and methods that exhibit optimal convergence rates under one of the criteria do not in general exhibit optimal convergence rates under both. In particular, Nesterov’s accelerated gradient method is iteration-complexity-optimal in terms of minimizing smooth (gradient-Lipschitz) convex functions, but suboptimal in terms of finding their near-stationary points. While the complexity of minimizing convex functions is well-understood, much less is known about the complexity of finding near-stationary points. This troubling gap in understanding causes severe algorithmic limitations not only for general-purpose optimization algorithms, but also in a number of application areas. The primary focus of this project is to close this gap by developing a general framework for the analysis of convergence to stationary points in convex optimization and its generalizations, leveraging technical tools from dynamical systems, monotone-operator theory, and fixed-point theory.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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DOI:
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发表时间:
2020-10
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Jelena Diakonikolas;C. Daskalakis;Michael I. Jordan]
通讯作者:
Jelena Diakonikolas;C. Daskalakis;Michael I. Jordan
DOI:
10.48550/arxiv.2306.07892
发表时间:
2023-06
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Puqian Wang;Nikos Zarifis;Ilias Diakonikolas;Jelena Diakonikolas]
通讯作者:
Puqian Wang;Nikos Zarifis;Ilias Diakonikolas;Jelena Diakonikolas
Information-Computation Tradeoffs for Learning Margin Halfspaces with Random Classification Noise
具有随机分类噪声的学习边缘半空间的信息计算权衡
DOI:
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发表时间:
2023
期刊:
Proceedings of Thirty Sixth Conference on Learning Theory
影响因子:
--
作者:
[Diakonikolas, Ilias, Diakonikolas, Jelena, Kane, Daniel, Wang, Puqian, Zarifis, Nikos]
通讯作者:
Zarifis, Nikos
Near-Optimal Bounds for Learning Gaussian Halfspaces with Random Classification Noise
学习具有随机分类噪声的高斯半空间的近乎最优界限
DOI:
--
发表时间:
2023
期刊:
37th Conference on Neural Information Processing Systems (NeurIPS 2023
影响因子:
--
作者:
[Diakonikolas, Ilias, Diakonikolas, Jelena, Kane, Daniel, Wang, Puqian, Zarifis, Nikos]
通讯作者:
Zarifis, Nikos
DOI:
10.1137/20m1322716
发表时间:
2019-06
期刊:
ArXiv
影响因子:
--
作者:
[Jelena Diakonikolas;Michael I. Jordan]
通讯作者:
Jelena Diakonikolas;Michael I. Jordan
共 14 条
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破骨细胞源性FcγRI介导类风湿性关节炎炎症后疼痛的作用机制
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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:2026
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负责人:阳林
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依托单位:
四神丸调控生物钟基因Bmal1/Fc εRI介导肥大细胞节律性活化治疗IBS-D“晨起痛”的作用机制研究
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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:--
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批准年份:2026
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负责人:何心凌
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依托单位:
NSUN6介导的m5C修饰调控心肌细胞凋亡和铁死亡参与MI/RI的机制研究
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批准号:2026JJ80739
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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:2026
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负责人:袁乐宏
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依托单位:
中药牛耳枫中抗MI/RI新颖虎皮楠生物碱的发现与作用机制研究
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批准号:2026JJ60255
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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:2026
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负责人:张济辉
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依托单位:
醒脑静多靶点调控PI3K/Akt通路抑制CI/RI氧化应激—基于网络药理学及体内、外实验研究
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批准号:2025JJ90117
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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:2025
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负责人:李秋云
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依托单位:
IgA-FcαRI介导的Syk/NLRP3/caspase-1通路在线状IgA大疱性皮病
中的机制研究
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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:--
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批准年份:2024
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负责人:荆可
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依托单位:
基于双修饰ANG-RNH1系统阻抑RI复合物生成机制建立口腔黏膜等效物血管化稳态
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批准号:82401112
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2024
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负责人:刘旭倩
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依托单位:
跨膜蛋白LRP5胞外域调控膜受体TβRI促钛表面BMSCs归巢、分化的研究
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批准号:82301120
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2023
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负责人:於科
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依托单位:
基于“免疫-神经”网络探讨眼针活化CI/RI大鼠MC靶向H3R调节“免疫监视”的抗炎机制
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批准号:82374375
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项目类别:面上项目
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资助金额:51万元
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批准年份:2023
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负责人:马贤德
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依托单位:
Dectin-2通过促进FcεRI聚集和肥大细胞活化加剧哮喘发作的机制研究
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批准号:82300022
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2023
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负责人:屈玉兰
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依托单位: