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

Descrizione del progetto

Sistemi di differenziazione automatica nei programmi probabilistici

I sistemi di differenziazione automatica (AD) come TensorFlow e i linguaggi di programmazione probabilistica (PPL) come Stan semplificano i calcoli complessi nell’apprendimento automatico. Tuttavia, la loro efficacia è limitata dalla mancanza di basi teoriche per la programmazione modulare, in particolare per l’applicazione della AD a scelte probabilistiche e l’integrazione di algoritmi di inferenza bayesiana. Il progetto FoRECAST, finanziato dal CER, intende far progredire la teoria e gli strumenti dei linguaggi di programmazione per consentire calcoli efficienti con le derivate e le probabilità. Il progetto affronterà le sfide della modellazione del mondo reale collaborando con esperti di dominio su casi di studio e stabilendo al contempo basi semantiche e algoritmi per la AD modulare in programmi probabilistici. Svilupperà un sistema pratico di AD stocastico che incorpora tecniche innovative di stima del gradiente e un PPL di facile utilizzo per un’inferenza bayesiana composta.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITEIT UTRECHT
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 500 000,00
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 500 000,00

Beneficiari (1)

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