AF: Small: Markov Chains and Mass Action Kinetics

AF:小:马尔可夫链和质量作用动力学

基本信息

  • 批准号:
    2231095
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 60万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-01-01 至 2025-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project studies various types of dynamical processes that model computational and physical phenomena, including equilibrium and non-equilibrium statistical physics, genetic evolution via reproduction, and chemical reaction networks. The overarching goal is to leverage mathematical techniques and intuition developed for the analysis of algorithms in theoretical Computer Science to improve our understanding of these complex processes. Thus the project is an example of the application of a so-called “computational lens” to questions in other scientific fields, such as physics, chemistry and biology, which has proven very powerful in many cases. In addition to its scientific diversity, the project also affords ample opportunity for the training of graduate students, as well as curricular innovations at graduate and undergraduate levels.The project focuses on three major types of dynamics. The first type is classical reversible Markov chains, which are widely used to understand the evolution to equilibrium of systems in statistical physics, as well as algorithms for random sampling and approximate counting, and optimization methods such as simulated annealing. The second type is less classical “non-reversible” Markov chains, which describe the behavior of physical systems that are held out of equilibrium by an interaction with some external entity such as a heat-bath or particle reservoir. And the third type, known as "mass action kinetics”, capture the behavior of systems of species that repeatedly interact to produce new species, as in, for example, chemical reaction networks, genetic evolution via reproduction, genetic algorithms and Boltzmann’s model of an ideal gas. The project will add to our existing knowledge of reversible Markov chains, which are already well understood using sophisticated mathematical techniques, and will also develop the emerging theory of non-reversible Markov chains and mass action kinetics, both of which remain mathematically challenging and relatively far less well understood.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目研究模拟计算和物理现象的各种类型的动态过程,包括平衡和非平衡统计物理、通过繁殖的遗传进化和化学反应网络。总体目标是利用为算法分析而开发的数学技术和直觉。因此,该项目是将所谓的“计算镜头”应用于物理、化学和生物学等其他科学领域问题的一个例子,这已被证明是非常有效的。在很多情况下都很强大。除了科学多样性之外,该项目还为研究生的培养以及研究生和本科生的课程创新提供了充足的机会。该项目重点关注三种主要类型的动力学。第一类是广泛使用的经典可逆马尔可夫链。理解统计物理学中系统向平衡的演化,以及随机采样和近似计数的算法,以及模拟退火等优化方法。第二种类型是不太经典的“不可逆”马尔可夫链,它描述了系统的行为。物理系统通过与某些外部实体(例如热浴或粒子库)的相互作用而失去平衡,第三种类型称为“质量作用动力学”,捕捉物种系统的行为,这些系统反复相互作用以产生新物种,例如,化学反应网络、通过繁殖进行的遗传进化、遗传算法和理想气体的玻尔兹曼模型。该项目将增加我们对可逆马尔可夫链的现有知识,这些知识已经通过复杂的数学技术得到了很好的理解。还发展了新兴理论不可逆马尔可夫链和质量作用动力学,这两者在数学上仍然具有挑战性,并且相对而言还不太容易理解。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Alistair Sinclair其他文献

Algorithms for Random Generation and Counting: A Markov Chain Approach
随机生成和计数算法:马尔可夫链方法
  • DOI:
    10.1007/978-1-4612-0323-0
  • 发表时间:
    1993-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Alistair Sinclair
  • 通讯作者:
    Alistair Sinclair
Improved Bounds for Mixing Rates of Markov Chains and Multicommodity Flow ( Extended Abstract )
马尔可夫链和多商品流混合率的改进界限(扩展摘要)
  • DOI:
  • 发表时间:
    1992
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Alistair Sinclair
  • 通讯作者:
    Alistair Sinclair
Approximation Algorithms for Two-State Anti-Ferromagnetic Spin Systems on Bounded Degree Graphs
有界度图上二态反铁磁自旋系统的近似算法
  • DOI:
    10.1007/s10955-014-0947-5
  • 发表时间:
    2011-07-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Alistair Sinclair;P. Srivastava;Marc Thurley
  • 通讯作者:
    Marc Thurley
Spatial mixing and the connective constant: optimal bounds.
空间混合和连接常数:最佳边界。
Outbreak of Carbapenem-Resistant Pseudomonas aeruginosa Producing VIM-8, a Novel Metallo-β-Lactamase, in a Tertiary Care Center in Cali, Colombia
哥伦比亚卡利三级护理中心爆发耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌生产 VIM-8(一种新型金属-β-内酰胺酶)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    M. Crespo;Neil Woodford;Alistair Sinclair;M. Kaufmann;J. Turton;J. Glover;J. Vélez;C. R. Castaneda;M. Recalde;D. Livermore
  • 通讯作者:
    D. Livermore

Alistair Sinclair的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Alistair Sinclair', 18)}}的其他基金

AF: Small: Approximate Counting, Stochastic Local Search and Nonlinear Dynamics
AF:小:近似计数、随机局部搜索和非线性动力学
  • 批准号:
    1815328
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Medium: Collaborative Research: Information Compression in Algorithm Design and Statistical Physics
AF:媒介:协作研究:算法设计和统计物理中的信息压缩
  • 批准号:
    1514434
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Random Processes, Statistical Physics and Computation
AF:小:随机过程、统计物理和计算
  • 批准号:
    1420934
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Markov Chains, Statistical Physics, and Mobile Geometric Graphs
AF:小:马尔可夫链、统计物理和移动几何图
  • 批准号:
    1016896
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Approximate Counting, Statistical Physics and Computation
近似计数、统计物理与计算
  • 批准号:
    0635153
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ITR/SY: Discrete Models & Algorithms in the Sciences
ITR/SY:离散模型
  • 批准号:
    0121555
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A Proposal for Research on Markov Chains, Approximate Counting and Finite Metric Spaces
关于马尔可夫链、近似计数和有限度量空间的研究建议
  • 批准号:
    9820951
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A Proposal for Research on Random Processes and Algorithms
随机过程和算法研究的提案
  • 批准号:
    9505448
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

小分子代谢物Catechin与TRPV1相互作用激活外周感觉神经元介导尿毒症瘙痒的机制研究
  • 批准号:
    82371229
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
DHEA抑制小胶质细胞Fis1乳酸化修饰减轻POCD的机制
  • 批准号:
    82301369
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SETDB1调控小胶质细胞功能及参与阿尔茨海默病发病机制的研究
  • 批准号:
    82371419
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PTBP1驱动H4K12la/BRD4/HIF1α复合物-PKM2正反馈环路促进非小细胞肺癌糖代谢重编程的机制研究及治疗方案探索
  • 批准号:
    82303616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

CIF: AF: Small: A Perturbed Markov Chains Approach to Studying Centrality, Mixing and Reinforcement Learning
CIF:AF:小:研究中心性、混合和强化学习的扰动马尔可夫链方法
  • 批准号:
    2008130
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Approximate Counting, Markov Chains and Phase Transitions
AF:小:近似计数、马尔可夫链和相变
  • 批准号:
    1617306
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Markov Chain Algorithms for Problems from Computer Science and Statistical Physics
AF:小:计算机科学和统计物理问题的马尔可夫链算法
  • 批准号:
    1526900
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Collaborative Research: The Physics of Markov Chains: Closing the Gap Between Theory and Practice
AF:小:协作研究:马尔可夫链物理学:缩小理论与实践之间的差距
  • 批准号:
    1219117
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Collaborative Research: The Physics of Markov Chains: Closing the Gap Between Theory and Practice
AF:小:协作研究:马尔可夫链物理学:缩小理论与实践之间的差距
  • 批准号:
    1219115
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了