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Theoretical Understanding of Classic Learning Algorithms

Description du projet

Développer des algorithmes d’apprentissage classique plus rapides

Les progrès de la technologie de l’apprentissage automatique ont apporté des avantages inégalés à divers secteurs, pour une automatisation améliorée et plus accessible. Les algorithmes d’apprentissage sont actuellement classés en deux catégories: l’apprentissage profond, qui excelle dans les environnements riches en données, et les algorithmes classiques, qui conviennent mieux aux environnements pauvres en données. Dans ce contexte, le projet TUCLA, financé par le CER, entend améliorer la vitesse et l’efficacité des algorithmes classiques. Il se concentre principalement sur l’étude d’algorithmes fondamentaux tels que le bagging et le boosting afin d’établir un cadre théorique d’apprentissage pour la conception d’algorithmes innovants de boosting et de bagging.

Objectif

Machine learning has evolved from being a relatively isolated discipline to have a disruptive influence on all areas of science, industry and society. Learning algorithms are typically classified into either deep learning or classic learning, where deep learning excels when data and computing resources are abundant, whereas classic algorithms shine when data is scarce. In the TUCLA project, we expand our theoretical understanding of classic machine learning, with a particular emphasis on two of the most important such algorithms, namely Bagging and Boosting. As a result of this study, we shall provide faster learning algorithms that require less training data to make accurate predictions. The project accomplishes this by pursuing several objectives:

1. We will establish a novel learning theoretic framework for proving generalization bounds for learning algorithms. Using the framework, we will design new Boosting algorithms and prove that they make accurate predictions using less training data than what was previously possible. Moreover, we complement these algorithms by generalization lower bounds, proving that no other algorithm can make better use of data.

2. We will design parallel versions of Boosting algorithms, thereby allowing them to be used in combination with more computationally expensive base learning algorithms. We conjecture that success in this direction may lead to Boosting playing a more central role also in deep learning.

3. We will explore applications of the classic Bagging heuristic. Until recently, Bagging was not known to have significant theoretical benefits. However, recent pioneering work by the PI shows that Bagging is an optimal learning algorithm in an important learning setup. Using these recent insights, we will explore theoretical applications of Bagging in other important settings.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

AARHUS UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 1 999 288,00
Coût total
€ 1 999 288,00

Bénéficiaires (1)