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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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High-dimensional mathematical methods for LargE Agent and Particle systems

Descripción del proyecto

Un método informático eficaz para describir la dinámica de sistemas grandes y complejos

Los sistemas basados en partículas y agentes interactivos son comunes en muchas disciplinas científicas, como la ciencia de los materiales, la biología, la economía y las ciencias sociales. No obstante, los modelos matemáticos actuales no permiten simular problemas de gran dimensión. En el proyecto HighLEAP, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, se pretende desarrollar un nuevo marco matemático para simular sistemas basados en partículas y agentes de alta dimensión con mayor eficacia y precisión. Entre los principales retos a abordar figuran los problemas de optimización dispersa para problemas de transporte óptimo multimarginales, la resolución numérica de ecuaciones diferenciales parciales de alta dimensión y la aproximación eficiente de ecuaciones diferenciales estocásticas paramétricas. Al mejorar el poder predictivo de los modelos basados en partículas y agentes, HighLEAP tiene importantes implicaciones para diversos campos, como la química cuántica, la dinámica molecular, el movimiento de multitudes y el tráfico urbano.

Objetivo

Interacting particle- or agent-based systems are ubiquitous in science. They arise in an extremely wide variety of applications including materials science, biology, economics and social sciences. Several mathematical models exist to account for the evolution of such systems at different scales, among which stand stochastic differential equations, optimal transport problems, Fokker-Planck equations or mean-field games systems. However, all of them suffer from severe limitations when it comes to the simulation of high-dimensional problems, the high-dimensionality character coming either from the large number of particles or agents in the system, the high amount of features of each agent or particle or the huge quantity of parameters entering the model.

The objective of this project is to provide a new mathematical framework for the development and analysis of efficient and accurate numerical methods for the simulation of high-dimensional particle or agent systems, stemming from applications in materials science and stochastic game theory.

The main challenges which will be addressed in this project are:
-sparse optimization problems for multi-marginal optimal transport problems, using moment constraints;
-numerical resolution of high-dimensional partial differential equations, with stochastic iterative algorithms;
-efficient approximation of parametric stochastic differential equations, by means of reduced-order modeling approaches.

The potential impacts of the project are huge: making possible such extreme-scale simulations will enable to gain precious insights on the predictive power of agent- or particle-based models, with applications in various fields, such as quantum chemistry, molecular dynamics, crowd motion or urban traffic.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

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Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2022-STG

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Institución de acogida

ECOLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSSEES
Aportación neta de la UEn
€ 1 379 858,00
Dirección
AVENUE BLAISE PASCAL-CITE DESCARTES-CHAMPS-SUR-MARNE 6-8
77455 Marne La Vallee Cedex 2
Francia
Región
Ile-de-France Ile-de-France Seine-et-Marne
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 379 858,00

Beneficiarios (1)