一种关于高效命题推理极限的新方法:基础,算法和近似

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61373002
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0201.计算机科学的基础理论
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Propositional reasoning, and specifically the task of demonstrating unsatisfiability of propositional formulas is among the most important problems in computer science as well as in hardware and software validation, automated reasoning and artificial intelligence. Accordingly, understanding the complexity of this problem is central to computer science, computational complexity and logic. The proposed project is aimed to significantly advance our understanding of the limits of efficient reasoning, emphasizing its interplay with efficient computation. We intend to introduce novel connections between propositional proofs, approximation theory, refutations algorithms, algebraic complexity and pure algebra in order to establish new methods for estimating the efficiency of different frameworks of reasoning, and to strengthen our understanding of the connections between efficient computation and efficient provability. Our suggested approaches are: o Algebraic approaches: Exploring new connections between polynomial identity algebras, matrix algebras, and lower bounds on proofs establishing polynomial identities. We aim at giving a new approach for achieving strong (super-polynomial) lower bounds on arithmetic proofs (this can be seen as a first step for proving propositional proofs lower bounds-the fundamental open problem of proof complexity). oApproaches based on inapproximability results: Exploring new connections between the impossibility of establishing approximation algorithms for certain problems and the impossibility of having short refutations for random 3CNF instances. With the intention to lead to conditional lower bounds on strong proof systems and new lower bounds on random instances for weaker proof systems. o Refutation algorithms for random instances: Exploring new connections between refutation algorithms, the feasible interpolation property and automatizability of propositional proofs, for random instances. oApproximate reasoning approaches: Developing natural frameworks and concepts for understanding different propositional reasonings and proof-generation algorithms under approximations. The project is intended as a basic research project and its senior participants have a proven expertise in the foundations of computer science, computational complexity, propositional proof complexity, logic, combinatorics and artificial intelligence. The PI and his students have already conducted successful preliminary research in most of the above directions. All the senior participants have extensive international collaboration with world-leading scientists, and the proposed project will lead to further international cooperation for both the group's faculty and students. For the group's webpage see: http://iiis.tsinghua.edu.cn/?tzameret/lab/index.html
命题推理,更确切地说,阐明命题公式的不可满足性,是计算机科学、软硬件验证、自动推理以及人工智能领域最重要的问题之一。实际上,充分理解命题推理的复杂性对于计算机科学的各个相关领域都是十分重要的。 本项目旨在增进我们对高效推理极限的理解,并试图挖掘其与高效计算间的新关系。我们希望通过引入命题证明、近似理论、反驳算法、代数复杂性及纯代数的新关联,去建立估算不同推理框架效率的新方法,并加深我们对高效计算和高效证明之间关联的理解。我们特别关注如何在各种证明系统(即推理框架)下,给出命题推理长度下界的证明。 我们计划采用的下列方法: ? 代数方法; ? 基于不可近似性结论; ? 基于随机实例的反驳算法; ? 近似推理的方法。 本项目是一项基础性研究,组员由计算机基础科学、计算复杂性、逻辑学、组合学和人工智能领域的资深专家组成。

结项摘要

命题推理,更确切地说,阐明命题公式的不可满足性,是计算机科学、软硬件验证、自动推理以及人工智能领域最重要的问题之一。充分理解命题推理的复杂性对于计算机科学的各个相关领域都是十分重要的。本项目增进了我们对高效推理极限的理解,并试图挖掘其与高效计算间的新关系。我们通过引入命题证明、近似理论、反驳算法、代数复杂性及纯代数的新关联,去建立估算不同推理框架效率的新方法,并加深我们对高效计算和高效证明之间关联的理解。我们特别关注如何在各种证明系统(即推理框架)下,给出命题推理长度下界的证明。我们计划采用的下列方法:代数方法、基于不可近似性结论、基于随机实例的反驳算法、近似推理的方法,研究并证明了常数深度阈值下电路构成的证明系统中的随机3合取范式的反驳有一个多项式大小的上界(被称为阈值逻辑或者TC0-Frege);给定一个短反驳的反驳系统P,解决P插值问题的高效算法也能提供一个有cn^1.4个子句的3合取范式的高效确定反驳算法;用新的非交换公式的命题积分的描述方法,将在非可交换IPS中的证明简单的描述为一个单独的可写作非可交换公式的非可交换多项式;证明了矩阵标识的证明系统复杂度存在下界。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Generating Matrix Identities and Proof Complexity
生成矩阵恒等式和证明复杂性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Electronic Colloquium on Computational Complexity
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Fu Li;Iddo Tzameret
  • 通讯作者:
    Iddo Tzameret
Short Propositional Refutations for Dense Random 3CNF Formulas
密集随机 3CNF 公式的简短命题反驳
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Annals of Pure and Applied Logic
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    Sebastian M¨uller;Iddo Tzameret
  • 通讯作者:
    Iddo Tzameret

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其他文献

Non-Commutative Formulas and Frege Lower Bounds: a New Characterization of Propositional Proofs
非交换公式和弗雷格下界:命题证明的新表征
  • DOI:
    10.4230/lipics.ccc.2015.412
  • 发表时间:
    2014-12-30
  • 期刊:
    Materials Chemistry and Physics
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Fu Li;Iddo Tzameret;Zhengyu Wang
  • 通讯作者:
    Zhengyu Wang
Resolution with Counting: Dag-Like Lower Bounds and Different Moduli
计数分辨率:Dag-Like 下界和不同模数
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Computational Complexity
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Fedor Part;Iddo Tzameret
  • 通讯作者:
    Iddo Tzameret
Proof Complexity Lower Bounds from Algebraic Circuit Complexity
从代数电路复杂性证明复杂性下界
  • DOI:
    10.4230/lipics.ccc.2016.32
  • 发表时间:
    2016-05-29
  • 期刊:
    Electron. Colloquium Comput. Complex.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Michael A. Forbes;Amir Shpilka;Iddo Tzameret;A. Wigderson
  • 通讯作者:
    A. Wigderson
Iterated lower bound formulas: a diagonalization-based approach to proof complexity
迭代下界公式:基于对角化的复杂性证明方法
  • DOI:
    10.1145/3406325.3451010
  • 发表时间:
    2021-06-15
  • 期刊:
    Proceedings of the 53rd Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    R. Santhanam;Iddo Tzameret
  • 通讯作者:
    Iddo Tzameret
Sparser Random 3-SAT Refutation Algorithms and the Interpolation Problem - (Extended Abstract)
稀疏随机 3-SAT 反驳算法和插值问题 -(扩展摘要)
  • DOI:
    10.1007/978-3-662-43948-7_84
  • 发表时间:
    2013-05-04
  • 期刊:
    ArXiv
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Iddo Tzameret
  • 通讯作者:
    Iddo Tzameret

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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