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Enregistrement W7132888887

Generalizable Machine Learning for Mathematical Optimizations

2023· dissertation· W7132888887 sur OpenAlexaff
Wei Cui

Notice bibliographique

RevueTSpace · 2023
Typedissertation
Langue
DomaineComputer Science
ThématiqueAdvanced Multi-Objective Optimization Algorithms
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésGeneralizationComputational learning theoryAlgorithmic learning theoryField (mathematics)Mathematical modelExploitMathematical structureOnline machine learningBlack box
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

With machine learning gaining increasing popularity in recent years, most successes from employing machine learning methods are found in the fields where the problem solving relies heavily on pattern recognition and representation learning, with solutions consisting of sophisticated rules and logic that cannot be expressed by concise mathematical descriptions. Such fields of study include computer vision, natural language processing, molecular biology, and so on. On the other hand, in the field of mathematical optimization, the common nature of the problems is drastically different: each optimization problem is entirely formulated by highly abstract closed-form mathematical concepts. Therefore, machine learning is seemingly unfit for being a universal tool to mathematical optimizations. While there have been attempts on using machine learning for mathematical optimizations, the majority of the solutions developed in the literature are essentially problem-specific black box models learning existing input-to-solution mappings via brute force data-fitting. Furthermore, many such works only exploit machine learning as computationally faster alternatives or complementary pieces to the conventional mathematical algorithms. In this dissertation, we propose novel and generalizable machine learning approaches, each of which effectively solves a class of mathematical optimization problems, with benefits beyond just having faster or complementary computations. Specifically, we elaborate on three research projects along this direction: the uncertainty injection approach for robust optimizations; the transfer learning with reconstruction loss approach for solving correlated optimization tasks sharing the same input distribution; and the generalization of optimal control and reinforcement learning for non-cumulative objectives, where the proposed generalizations are over both the problem formulations and the corresponding algorithms. Throughout this dissertation, each of the proposed machine learning approaches is designed to be generalizable, flexible, and not restricted to any specific problem or application setting. Each approach serves more than just being a substitution to any existing mathematical optimization algorithm. We hope this dissertation is able to unveil the true potential of machine learning for being an imperative option when it comes to tackling general mathematical optimization problems.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,009
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,016

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,009
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,003
Communication savante0,0020,003
Science ouverte0,0020,003
Intégrité de la recherche0,0010,005
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,041
Tête enseignante GPT0,368
Écart entre enseignants0,327 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
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Résumé présentoui

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