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Enregistrement W7133052102

Automated Reasoning For Uncertain Markov Processes

2025· dissertation· W7133052102 sur OpenAlexafffundabout
Muhammad Maaz

Notice bibliographique

RevueTSpace · 2025
Typedissertation
Langue
DomaineComputer Science
ThématiqueFormal Methods in Verification
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésMarkov chainProbabilistic logicMarkov processMarkov decision processMarkov modelEmbeddingRange (aeronautics)Bilinear interpolationSet (abstract data type)
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Markov processes are a ubiquitous modeling tool used to model a variety of probabilistic phenomena across a range of disciplines. In this thesis, we develop algorithms for studying Markov processes using tools from the field of automated reasoning. First, we tackle a variant of sensitivity analysis, where we want to obtain all possible parameters for a Markov process such that the total reward achieves a fixed threshold. The set of such parameters forms a semialgebraic set, and so we use cylindrical algebraic decomposition, an algorithm developed for the existential theory of the reals, to describe this set. By exploiting properties of our polynomial system, we develop a variant that runs in singly exponential time, instead of the doubly exponential complexity in the general case. Next, we study properties of Markov processes where the parameters are functions, given as machine learning models, of exogenous variables. Using ideas from formal verification of machine learning models and probabilistic model checking, we show how to obtain guaranteed bounds on the behavior of such processes. For a wide selection of machine learning models, we show that obtaining such guarantees is equivalent to solving a bilinear program, which are classically NP-hard problems. We develop a special decomposition algorithm that solves the bilinear program orders-of-magnitude faster than state-of-the-art solvers. Our algorithmic developments are implemented in two software packages: markovag, which implements our variant of cylindrical algebraic decomposition; and markovml, which provides a domain-specific language for constructing Markov processes, embedding pretrained machine learning models, and then solving the resulting bilinear program with our decomposition scheme. Lastly, we perform a comprehensive cost-effectiveness analysis using data from nearly 25,000 real cardiac arrests in Ontario, Canada. Using drones to deliver defibrillators to the site of cardiac arrests has been trialled, but a cost-effectiveness analysis has been lacking. Our detailed analysis shows that drones are a cost-effective solution, and our findings are robust to modeling assumptions. The richness of this analysis makes it a fertile case study for our novel algorithms, and we show how our techniques provide deeper insights than usual cost-effectiveness methods.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,945
Score d'incertitude au seuil0,999

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,003
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,044
Tête enseignante GPT0,409
Écart entre enseignants0,365 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

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
Publié2025
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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