Research Exchanges in the Mathematics of Deep Learning with Applications

Projektinformationen

REMODEL

ID Finanzhilfevereinbarung: 101131557

DOI

10.3030/101131557

EK-Unterschriftsdatum 16 Oktober 2023

Startdatum 1 Januar 2024

Enddatum 31 Dezember 2027

Finanziert unter

• Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)

Gesamtkosten

Keine Daten

EU-Beitrag

€ 473 800,00

Koordiniert durch

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU
Norway

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Leistungen

Documents, reports (1)

Report on deep leaning models and deep physical models

Report on completed study on discovering dynamics with incomplete data and invariance.

Data Management Plan (1)

Data management plan

Data management plan submitted at mid-term and updated towards the end of the project if needed.

Websites, patent fillings, videos etc. (1)

Communication, Dissemination and Exploitation plan

Plan for the communication, dissemination and exploitation of the results including communication activities submitted at mid-term and an update towards the end of the project (Task 8.2).

Veröffentlichungen

Peer reviewed articles (41)

Neural networks for the approximation of Euler’s elastica

Autoren: Elena Celledoni, Ergys Çokaj, Andrea Leone, Sigrid Leyendecker, Davide Murari, Brynjulf Owren, Rodrigo T. Sato Martín de Almagro, Martina Stavole
Veröffentlicht in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Ausgabe 435, 2025, ISSN 0045-7825
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/J.CMA.2024.117584

The Troublesome Kernel: On Hallucinations, No Free Lunches, and the Accuracy-Stability Tradeoff in Inverse Problems

Autoren: Nina M. Gottschling, Vegard Antun, Anders C. Hansen, Ben Adcock
Veröffentlicht in: SIAM Review, Ausgabe 67, 2025, ISSN 0036-1445
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/23M1568739

Proximal Langevin Sampling with Inexact Proximal Mapping

Autoren: Matthias J. Ehrhardt, Lorenz Kuger, Carola-Bibiane Schönlieb
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Imaging Sciences, Ausgabe 17, 2024, ISSN 1936-4954
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/23M1593565

PDE-CNNs: Axiomatic Derivations and Applications

Autoren: Gijs Bellaard, Sei Sakata, Bart M. N. Smets, Remco Duits
Veröffentlicht in: Journal of Mathematical Imaging and Vision, Ausgabe 67, 2025, ISSN 0924-9907
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S10851-025-01230-4

Closing the ODE–SDE gap in score-based diffusion models through the Fokker–Planck equation

Autoren: Teo Deveney, Jan Stanczuk, Lisa Kreusser, Chris Budd, Carola-Bibiane Schönlieb
Veröffentlicht in: Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Ausgabe 383, 2025, ISSN 1364-503X
Herausgeber: The Royal Society
DOI: 10.1098/RSTA.2024.0503

Advancing the Frontiers of Deep Learning for Low-Dose 3D Cone-Beam CT Reconstruction

Autoren: Ander Biguri, Subhadip Mukherjee, Xuzhi Zhao, Xi Liu, Xinyi Wang, Rui Yang, Yi Du, Yahui Peng, Mikael Brudfors, Mark Graham, Hyungon Ryu, Oliver Kutter, Andreas Hauptmann, Mustafa Al-Rubaye, Miika T. Nieminen, Mikael A. K. Brix, Austin Yunker, Rajkumar Kettimuthu, John C. Roeske, Sasidhar Alavala, Subrahmanyam Gorthi, Carola-Bibiane Schönlieb
Veröffentlicht in: IEEE Open Journal of Signal Processing, Ausgabe 6, 2025, ISSN 2644-1322
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.1109/OJSP.2025.3593189

Scientific machine learning

Autoren: Felix Dietrich, Wil Schilders
Veröffentlicht in: Mathematische Semesterberichte, Ausgabe 72, 2025, ISSN 0720-728X
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S00591-025-00399-4

An Adaptively Inexact Method for Bilevel Learning Using Primal–Dual-Style Differentiation

Autoren: Lea Bogensperger, Matthias J. Ehrhardt, Thomas Pock, Mohammad Sadegh Salehi, Hok Shing Wong
Veröffentlicht in: Journal of Mathematical Imaging and Vision, Ausgabe 67, 2025, ISSN 0924-9907
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S10851-025-01262-W

Learning dynamical systems from noisy data with inverse-explicit integrators

Autoren: Elena Celledoni, Sølve Eidnes, Håkon Noren Myhr
Veröffentlicht in: Physica D: Nonlinear Phenomena, Ausgabe 472, 2025, ISSN 0167-2789
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/J.PHYSD.2024.134471

Near-optimal learning of Banach-valued, high-dimensional functions via deep neural networks

Autoren: Ben Adcock, Simone Brugiapaglia, Nick Dexter, Sebastian Moraga
Veröffentlicht in: Neural Networks, Ausgabe 181, 2025, ISSN 0893-6080
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/J.NEUNET.2024.106761

Physics-informed two-tier neural network for non-linear model order reduction

Autoren: Yankun Hong, Harshit Bansal, Karen Veroy
Veröffentlicht in: Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences, Ausgabe 11, 2024, ISSN 2213-7467
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1186/S40323-024-00273-3

Inverse Evolution Layers: Physics-Informed Regularizers for Image Segmentation

Autoren: Chaoyu Liu, Zhonghua Qiao, Chao Li, Carola-Bibiane Schönlieb
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Mathematics of Data Science, Ausgabe 7, 2025, ISSN 2577-0187
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/24M1633662

Deep Block Proximal Linearized Minimization Algorithm for Nonconvex Inverse Problems

Autoren: Chaoyan Huang, Zhongming Wu, Yanqi Cheng, Tieyong Zeng, Carola-Bibiane Schönlieb, Angelica I. Aviles-Rivero
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Mathematics of Data Science, Ausgabe 7, 2025, ISSN 2577-0187
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/24M1682464

Constraint-Satisfying Krylov Solvers for Structure-Preserving Discretizations

Autoren: James Jackaman, Scott MacLachlan
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications, Ausgabe 45, 2024, ISSN 0895-4798
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/22M1540624

A <i>posteriori</i> error estimation of numerical solutions of PINNs for the Navier–Stokes equations under the Dirichlet boundary condition with external force

Autoren: Baige Xu, Takaharu Yaguchi
Veröffentlicht in: International Journal of Mathematics for Industry, 2025, ISSN 2661-3352
Herausgeber: World Scientific Pub Co Pte Ltd
DOI: 10.1142/S2661335225500108

Geodesic Tracking via New Data-Driven Connections of Cartan Type for Vascular Tree Tracking

Autoren: Nicky J. van den Berg, Bart M. N. Smets, Gautam Pai, Jean-Marie Mirebeau, Remco Duits
Veröffentlicht in: Journal of Mathematical Imaging and Vision, Ausgabe 66, 2024, ISSN 0924-9907
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S10851-023-01170-X

Optimal Transport on the Lie Group of Roto-translations

Autoren: Daan Bon, Gautam Pai, Gijs Bellaard, Olga Mula, Remco Duits
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Imaging Sciences, Ausgabe 18, 2025, ISSN 1936-4954
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/24M1641531

Learning Task-Specific Sampling Strategy for Sparse-View CT Reconstruction

Autoren: Liutao Yang, Jiahao Huang, Yingying Fang, Angelica I Aviles-Rivero, Carola-Bibiane Schönlieb, Daoqiang Zhang, Guang Yang
Veröffentlicht in: IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Ausgabe 74, 2025, ISSN 0018-9456
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.1109/TIM.2025.3554318

Motion Constrained Point Cloud Matching for Maritime Tracking

Autoren: Nicholas Dalhaug, Martin Baerveldt, Angelica I. Aviles-Rivero, Carola-Bibiane Schönlieb, Annette Stahl, Rudolf Mester, Edmund Førland Brekke
Veröffentlicht in: IEEE Access, Ausgabe 13, 2025, ISSN 2169-3536
Herausgeber: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3582327

Enhancing Dynamic CT Image Reconstruction with Neural Fields and Optical Flow

Autoren: Pablo Arratia, Matthias J. Ehrhardt, Lisa Kreusser
Veröffentlicht in: Journal of Mathematical Imaging and Vision, Ausgabe 67, 2025, ISSN 0924-9907
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S10851-025-01259-5

Systematic Construction of Continuous-Time Neural Networks for Linear Dynamical Systems

Autoren: Chinmay Datar, Adwait Datar, Felix Dietrich, Wil Schilders
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Scientific Computing, Ausgabe 47, 2025, ISSN 1064-8275
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/24M1648946

A Neural Network Approach for Stochastic Optimal Control

Autoren: Xingjian Li, Deepanshu Verma, Lars Ruthotto
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Scientific Computing, Ausgabe 46, 2024, ISSN 1064-8275
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/23M155832X

An Adaptive Hierarchical Ensemble Kalman Filter with Reduced Basis Models

Autoren: Francesco A. B. Silva, Cecilia Pagliantini, Karen Veroy
Veröffentlicht in: SIAM/ASA Journal on Uncertainty Quantification, Ausgabe 13, 2025, ISSN 2166-2525
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/24M1653690

Designing stable neural networks using convex analysis and ODEs

Autoren: Ferdia Sherry, Elena Celledoni, Matthias J. Ehrhardt, Davide Murari, Brynjulf Owren, Carola-Bibiane Schönlieb
Veröffentlicht in: Physica D: Nonlinear Phenomena, Ausgabe 463, 2025, ISSN 0167-2789
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/J.PHYSD.2024.134159

B-stability of numerical integrators on Riemannian manifolds

Autoren: Martin Arnold, null null, Elena Celledoni, Ergys Çokaj, Brynjulf Owren, Denise Tumiotto, null null
Veröffentlicht in: Journal of Computational Dynamics, Ausgabe 11, 2024, ISSN 2158-2491
Herausgeber: American Institute of Mathematical Sciences (AIMS)
DOI: 10.3934/JCD.2024002

Artificial Intelligence-Led Whole Coronary Artery OCT Analysis; Validation and Identification of Drug Efficacy and Higher-Risk Plaques

Autoren: Benn Jessney, Xu Chen, Sophie Gu, Yuan Huang, Martin Goddard, Adam Brown, Daniel Obaid, Michael Mahmoudi, Hector M. Garcia Garcia, Stephen P. Hoole, Lorenz Räber, Francesco Prati, Carola-Bibiane Schönlieb, Michael Roberts, Martin Bennett
Veröffentlicht in: Circulation: Cardiovascular Imaging, Ausgabe 18, 2025, ISSN 1941-9651
Herausgeber: Ovid Technologies (Wolters Kluwer Health)
DOI: 10.1161/CIRCIMAGING.125.018133

ACID: A comprehensive toolbox for image processing and modeling of brain, spinal cord, and ex vivo diffusion MRI data

Autoren: Gergely David, Björn Fricke, Jan Malte Oeschger, Lars Ruthotto, Francisco J. Fritz, Ora Ohana, Laurin Mordhorst, Thomas Sauvigny, Patrick Freund, Karsten Tabelow, Siawoosh Mohammadi
Veröffentlicht in: Imaging Neuroscience, Ausgabe 2, 2025, ISSN 2837-6056
Herausgeber: MIT Press
DOI: 10.1162/IMAG_A_00288

Hyperbolic partial differential equations generalize LSSL with the HiPPO matrix

Autoren: Atsushi Takabatake, Takaharu Yaguchi
Veröffentlicht in: Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics, Ausgabe 42, 2025, ISSN 0916-7005
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S13160-025-00731-4

Reduced‐Order Modeling for Second‐Order Computational Homogenization With Applications to Geometrically Parameterized Elastomeric Metamaterials

Autoren: T. Guo, V. G. Kouznetsova, M. G. D. Geers, K. Veroy, O. Rokoš
Veröffentlicht in: International Journal for Numerical Methods in Engineering, Ausgabe 126, 2025, ISSN 0029-5981
Herausgeber: Wiley
DOI: 10.1002/NME.7604

Restarts Subject to Approximate Sharpness: A Parameter-Free and Optimal Scheme For First-Order Methods

Autoren: Ben Adcock, Matthew J. Colbrook, Maksym Neyra-Nesterenko
Veröffentlicht in: Foundations of Computational Mathematics, 2025, ISSN 1615-3375
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S10208-024-09673-8

Predictions based on pixel data: Insights from PDEs and finite differences

Autoren: Elena Celledoni, James Jackaman, Davide Murari, Brynjulf Owren
Veröffentlicht in: Journal of Computational Physics, Ausgabe 538, 2025, ISSN 0021-9991
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/J.JCP.2025.114166

Polytope Division Method: A Scalable Sampling Method for Problems with High-Dimensional Parameters

Autoren: Evie Nielen, Oliver Tse, Karen Veroy
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Scientific Computing, Ausgabe 47, 2025, ISSN 1064-8275
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/24M1704506

Derivative-free discrete gradient methods

Autoren: Håkon Noren Myhr, Sølve Eidnes
Veröffentlicht in: Journal of Computational Dynamics, Ausgabe 11, 2024, ISSN 2158-2491
Herausgeber: American Institute of Mathematical Sciences (AIMS)
DOI: 10.3934/JCD.2024004

Practical Acceleration of the Condat–Vũ Algorithm

Autoren: Derek Driggs, Matthias J. Ehrhardt, Carola-Bibiane Schönlieb, Junqi Tang
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Imaging Sciences, Ausgabe 17, 2024, ISSN 1936-4954
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/23M159473X

Learning Hamiltonians of constrained mechanical systems

Autoren: Elena Celledoni, Andrea Leone, Davide Murari, Brynjulf Owren
Veröffentlicht in: Journal of Computational and Applied Mathematics, Ausgabe 417, 2025, ISSN 0377-0427
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/J.CAM.2022.114608

Practical Operator Sketching Framework for Accelerating Iterative Data-Driven Solutions in Linear Inverse Problems

Autoren: Junqi Tang, Guixian Xu, Subhadip Mukherjee, Carola-Bibiane Schönlieb
Veröffentlicht in: Journal of Mathematical Imaging and Vision, Ausgabe 67, 2025, ISSN 0924-9907
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/S10851-025-01263-9

Dynamical Systems–Based Neural Networks

Autoren: Elena Celledoni, Davide Murari, Brynjulf Owren, Carola-Bibiane Schönlieb, Ferdia Sherry
Veröffentlicht in: SIAM Journal on Scientific Computing, Ausgabe 45, 2023, ISSN 1064-8275
Herausgeber: Society for Industrial & Applied Mathematics (SIAM)
DOI: 10.1137/22M1527337

Stochastic optimization of large-scale parametrized dynamical systems

Autoren: Pascal den Boef, Jos Maubach, Wil Schilders, Nathan van de Wouw
Veröffentlicht in: Automatica, Ausgabe 179, 2025, ISSN 0005-1098
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/J.AUTOMATICA.2025.112388

Loss function inversion for improved crack segmentation in steel bridges using a CNN framework

Autoren: Andrii Kompanets, Remco Duits, Gautam Pai, Davide Leonetti, H.H. (Bert) Snijder
Veröffentlicht in: Automation in Construction, Ausgabe 170, 2025, ISSN 0926-5805
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/J.AUTCON.2024.105896

Inverse evolution data augmentation for neural PDE solvers

Autoren: Chaoyu Liu, Chris Budd, Carola-Bibiane Schönlieb
Veröffentlicht in: Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Ausgabe 383, 2025, ISSN 1364-503X
Herausgeber: The Royal Society
DOI: 10.1098/RSTA.2024.0242

Index‐aware learning of circuits

Autoren: Idoia Cortes Garcia, Peter Förster, Lennart Jansen, Wil Schilders, Sebastian Schöps
Veröffentlicht in: International Journal of Circuit Theory and Applications, Ausgabe 52, 2024, ISSN 0098-9886
Herausgeber: Wiley
DOI: 10.1002/CTA.4024

Book chapters (2)

Universal Collection of Euclidean Invariants Between Pairs of Position-Orientations

Autoren: Gijs Bellaard, Bart M. N. Smets, Remco Duits
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, Geometric Science of Information, 2025
Herausgeber: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-032-03918-7_3

Implicit U-KAN2.0: Dynamic, Efficient and Interpretable Medical Image Segmentation

Autoren: Chun-Wun Cheng, Yining Zhao, Yanqi Cheng, Javier A. Montoya-Zegarra, Carola-Bibiane Schönlieb, Angelica I. Aviles-Rivero
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention – MICCAI 2025, 2025
Herausgeber: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-032-05141-7_30