AF: Small: Analyzing Complex Data with a Topological Lens

AF:小:用拓扑透镜分析复杂数据

基本信息

  • 批准号:
    1526513
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-01 至 2019-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In the modern data-centric era, one is constantly faced with the task of extracting intelligent summaries out of diverse, complex data. This task is becoming increasingly challenging as the data becomes more complex. Recent work has demonstrated that topological ideas and concepts can be powerful in extracting essential structures/features that are hidden in data. Although existing topological methods are promising and powerful, they are limited when analyzing data that is laced with complex maps (e.g, non-real valued functions) and temporal components. This project aims to broaden the scope of topological techniques and methodologies for analyzing such complex data. Specifically, the PIs will investigate novel methodologies and computational issues to address key challenges caused by complexity in modern data: the diverse properties/information associated with data, the dynamic/time-varying behavior of data, and the sheer volume of the data. The project will provide a theoretical understanding of a recently proposed framework, called Mapper, and its extension to a multiscale formulation. It will explore the use of persistence methodologies, including zigzag constructions, for understanding the time-varying aspects of data. The geometric and topological ideas behind this project will bring new perspectives to the important field of computational data analysis. A successful algorithmic theory for summarizing and characterizing complex and dynamic data with topological techniques can provide a powerful tool for data exploration and analysis in various fields of science and engineering. The educational impact of this project is in a large synergy between mathematics and computer science motivated by real applications. The findings from the project are planned to be part of the course materials that the PIs develop. This project will train graduate students who will develop skills in mathematics and theoretical computer science, most notably in algorithms and topology, in writing efficient software, and its application to analyzing data sets. The combination of such skills is becoming increasingly essential in modern data science.
在以数据为中心的时代,人们一直面临着从各种复杂数据中提取智能摘要的任务。随着数据变得更加复杂,此任务变得越来越具有挑战性。 最近的工作表明,拓扑思想和概念在提取隐藏在数据中的基本结构/特征方面可以很强大。 尽管现有的拓扑方法是有希望的且功能强大的,但在分析与复杂地图(例如,非现实价值函数)和时间组件的数据时,它们是有限的。该项目旨在扩大分析此类复杂数据的拓扑技术和方法的范围。 具体而言,PI将研究新颖的方法和计算问题,以解决由现代数据中复杂性引起的关键挑战:与数据相关的各种属性/信息,数据的动态/时间变化行为以及数据量的巨大量。该项目将对最近提出的称为Mapper的框架及其扩展到多尺度公式的理论理解。它将探讨持久方法的使用,包括锯齿形构造,以理解数据的随时间变化方面。该项目背后的几何思想和拓扑思想将为计算数据分析的重要领域带来新的观点。一种成功的算法理论,用于总结和表征使用拓扑技术的复杂和动态数据,可以为科学和工程各个领域的数据探索和分析提供强大的工具。该项目的教育影响在于数学和计算机科学之间的巨大协同作用,这是由真实应用激励的。该项目的发现计划是PIS开发的课程材料的一部分。该项目将培训研究生,他们将开发数学和理论计算机科学技能,最著名的是算法和拓扑,编写高效软件以及其用于分析数据集的应用。在现代数据科学中,这种技能的结合变得越来越重要。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Efficient Algorithms for Computing a Minimal Homology Basis
  • DOI:
    10.1007/978-3-319-77404-6_28
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Dey, Tamal K.;Li, Tianqi;Wang, Yusu
  • 通讯作者:
    Wang, Yusu
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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知道了