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Formalised Reasoning about Expectations: Composable, Automated, Speedy, Trustworthy

Projektbeschreibung

Automatische Unterscheidungssysteme in probabilistischen Programmen

Automatische Unterscheidungssysteme wie TensorFlow und probabilistische Programmiersprachen wie Stan vereinfachen komplexe Berechnungen beim maschinellen Lernen. Ihre Effektivität wird allerdings durch einen Mangel an theoretischen Grundlagen für komponierbare Programmierung eingeschränkt, insbesondere für die Anwendung von Unterscheidungssystemen auf probabilistische Entscheidungen und die Integration von Bayesschen Inferenzalgorithmen. Ziel des ERC-finanzierten Projekts FoRECAST ist es, die Theorie der Programmiersprachen und die Instrumente für effiziente Berechnungen mit Ableitungen und Wahrscheinlichkeiten zu verbessern. Das Projektteam wird sich mit realen Modellierungsherausforderungen befassen, indem es mit Domänenfachleuten an Fallstudien zusammenarbeitet und gleichzeitig semantische Grundlagen und Algorithmen für zusammensetzbare Unterscheidungssysteme in probabilistischen Programmen entwickelt. Es wird ein praktisches stochastisches Unterscheidungssystem erstellt, das innovative Gradientenschätzungsverfahren und eine übersichtliche Programmiersprache für komponierbare Bayessche Inferenz beinhaltet.

Ziel

Automatic Differentiation (AD) systems, like TensorFlow, and probabilistic programming languages (PPLs), like Stan, automate complex computations of derivatives and Bayesian inference tasks. By stream- lining these computations for non-expert users, these high-level systems have accelerated progress across science and society (e.g. by enabling machine learning). Yet, the theoretical foundations needed to build a high-level system for composable programming with derivatives and probabilities are missing. This chasm in our knowledge severely limits the implementation of machine learning techniques, preventing them from reaching their full potential. Specifically, we do not understand (a) how to perform AD on programs built using probabilistic choices and expected values or (b) how to compose (i.e. combine and integrate) Bayesian inference algorithms. FoRECAST addresses this chasm by developing programming language theory and tools for flexible, composable, and efficient calculations with derivatives and prob- abilities. WP 1 develops case studies in collaboration with domain experts, to ensure that FoRECAST creates theory and systems relevant to real-world, complex modelling problems. WP 2 develops the semantic foundations, algorithms, and formalised correctness proofs for composable AD of probabilistic programs. WP 3 builds a practical stochastic (i.e. probabilistic) AD system that synthesises these novel gradient estimation techniques. WP 4 establishes theoretical foundations to compose Bayesian inference algorithms in PPLs. WP 5 implements a user-friendly PPL that facilitates composable Bayesian inference, enabling more flexible modelling for a wider user base. By mathematically formalising, generalising, optimising, and implementing a next generation PPL, this project will lay a trustworthy foundation upon which probabilistic data analysis applications (e.g. reinforcement learning, proteomics modelling, and paleoclimate reconstructions) can rise to the next level.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITEIT UTRECHT
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 500 000,00
Adresse
HEIDELBERGLAAN 8
3584 CS Utrecht
Niederlande

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Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 500 000,00

Begünstigte (1)

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