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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Cascade Processes for Sparse Machine Learning

Descripción del proyecto

Crear las bases para la democratización del aprendizaje profundo

En los últimos años, el aprendizaje automático ha contribuido a numerosos avances en distintos campos, tecnologías y sectores, convirtiéndose en una fuerza clave que impulsa la innovación en la industria. Ello se ha conseguido gracias a redes neuronales cada vez más grandes entrenadas en conjuntos de datos masivos. Por desgracia, el coste de desarrollo de estas redes es elevado e inaccesible para todos, salvo para unos pocos laboratorios y organizaciones. El proyecto SPARSE-ML, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, democratizará el aprendizaje profundo y aumentará su accesibilidad. Tiene previsto fomentar la dispersión en varias fases del proceso de aprendizaje automático, identificar modelos escalables y eficientes en cuanto a datos y recursos y, por último, desarrollar métodos clave que permitan reducir significativamente el tamaño de los modelos.

Objetivo

Deep learning continues to achieve impressive breakthroughs across disciplines and is a major driving force behind a multitude of industry innovations. Most of its successes are achieved by increasingly large neural networks that are trained on massive data sets. Their development inflicts costs that are only affordable by a few labs and prevent global participation in the creation of related technologies. The huge model sizes also pose computational challenges for algorithms that aim to address issues with features that are critical in real-world applications like fairness, adversarial robustness, and interpretability. The high demand of neural networks for vast amounts of data further limits their utility for solving highly relevant tasks in biomedicine, economics, or natural sciences.
To democratize deep learning and to broaden its applicability, we have to find ways to learn small-scale models. With this end in view, we will promote sparsity at multiple stages of the machine learning pipeline and identify models that are scaleable, resource- and data-efficient, robust to noise, and provide insights into problems. To achieve this, we need to overcome two challenges: the identification of trainable sparse network structures and the de novo optimization of small-scale models.
The solutions that we propose combine ideas from statistical physics, complex network science, and machine learning. Our fundamental innovations rely on the insight that neural networks are a member of a cascade model class that we made analytically tractable on random graphs. Advancing our derivations will enable us to develop novel parameter initialization, regularization, and reparameterization methods that will compensate for the missing implicit benefits of overparameterization for learning. The significant reduction in model size achieved by our methods will help unlock the full potential of deep learning to serve society as a whole.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Ver todos los proyectos financiados en el marco de este régimen de financiación

Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2023-STG

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Institución de acogida

CISPA - HELMHOLTZ-ZENTRUM FUR INFORMATIONSSICHERHEIT GGMBH
Aportación neta de la UEn
€ 1 499 285,00
Dirección
STUHLSATZENHAUS 5
66123 SAARBRUCKEN
Alemania
Región
Berlin Berlin Berlin
Tipo de actividad
Research Organisations
Enlaces
Coste total
€ 1 499 285,00

Beneficiarios (1)