數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)科學(xué)在線小組科研

計(jì)算機(jī)科學(xué)/數(shù)據(jù)科學(xué)/運(yùn)籌學(xué)

項(xiàng)目背景

非線性規(guī)劃是求解目標(biāo)函數(shù)或約束條件中一個(gè)或幾個(gè)非線性函數(shù)最優(yōu)化問(wèn)題的方法，是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)重要分支。非線性規(guī)劃在經(jīng)營(yíng)管理、供應(yīng)鏈、數(shù)據(jù)科學(xué)、金融投資組合最佳分配等方面有廣泛的應(yīng)用，為最優(yōu)設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的工具。

具體應(yīng)用場(chǎng)景包括：如何在現(xiàn)有人力、物力、財(cái)力條件下合理安排產(chǎn)品生產(chǎn)，以取得最高的利潤(rùn)；如何設(shè)計(jì)某種產(chǎn)品，在滿(mǎn)足規(guī)格、性能要求的前提下，達(dá)到最低的成本等等。

可以說(shuō)，運(yùn)籌優(yōu)化是人工智能的基石，人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)又為優(yōu)化算法的提升提供了機(jī)會(huì)。兩者的結(jié)合是大數(shù)據(jù)時(shí)代下的必然產(chǎn)物。

項(xiàng)目將結(jié)合運(yùn)籌優(yōu)化與Python機(jī)器學(xué)習(xí)，在來(lái)自世界名?？突仿〈髮W(xué)的教授的指導(dǎo)下，幫助學(xué)生裝備前沿理論，運(yùn)用Python探索非線性規(guī)劃技術(shù)，解決抽象現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

項(xiàng)目介紹

學(xué)生將在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)無(wú)約束優(yōu)化、約束優(yōu)化、原始方法、對(duì)偶等優(yōu)化知識(shí)，同時(shí)運(yùn)用Python解決現(xiàn)實(shí)案例。學(xué)生將在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，自選問(wèn)題，運(yùn)用Python完成設(shè)定問(wèn)題解決方案，提交項(xiàng)目報(bào)告，進(jìn)行成果展示。

適合人群

大學(xué)生

計(jì)算機(jī)工程、數(shù)據(jù)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等專(zhuān)業(yè)，以及對(duì)物流、零售、供應(yīng)鏈、金融、交通、電力能源和制造等領(lǐng)域的最優(yōu)化規(guī)劃和維護(hù)方面的課題感興趣的學(xué)生

需要具備線性代數(shù)、微積分、集合、拓?fù)鋵W(xué)等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)，同時(shí)具備Python編程或者其他編程語(yǔ)言知識(shí)的學(xué)生優(yōu)先

導(dǎo)師介紹

Jovan Ilic導(dǎo)師現(xiàn)任卡耐基梅隆大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院教授，擁有田納西大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程博士和碩士學(xué)位。

Jovan Ilic導(dǎo)師的研究興趣為數(shù)字仿真、離散時(shí)間濾波器、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，在IEEE期刊發(fā)表論文多篇。

任職學(xué)校

卡耐基梅隆大學(xué)（CMU）始建于1900年，是世界范圍內(nèi)頗負(fù)盛名的私立研究型大學(xué)，擁有世界歷史最悠久的計(jì)算機(jī)學(xué)院之一，在2019年QS世界大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)排名中位列第3，2019年U.S.News計(jì)算機(jī)科學(xué)美國(guó)排名首位?！敖刂?019年3月，學(xué)校的教員和校友中共有20人獲得諾貝爾獎(jiǎng)，13人獲得圖靈獎(jiǎng)，22人獲評(píng)美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院院士，19人進(jìn)入美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)，72人入選美國(guó)國(guó)家學(xué)院?！?

項(xiàng)目大綱

項(xiàng)目背景理論：本周課題將主要集中在項(xiàng)目必備知識(shí)梳理，包括線性代數(shù)、集合論、空間、特征分析、凸集等。學(xué)生將在本周完成Python環(huán)境和相關(guān)庫(kù)的安裝，用Python編寫(xiě)Gauss-Seidel算法程序無(wú)約束優(yōu)化：本周研究對(duì)象包括極值條件、直線搜索、梯度下降法、牛頓法和擬牛頓法。學(xué)生將在本周探究Jacobian矩陣和Hessian矩陣，編寫(xiě)直線搜索程序約束優(yōu)化：本周課題包括最優(yōu)條件和拉格朗日松弛算法。學(xué)生將在本周探究Newton-Raphson算法，編寫(xiě)等式約束問(wèn)題算法梯度投影法：本周課題包括梯度投影法及其簡(jiǎn)化。學(xué)生將在本周編寫(xiě)梯度搜索方法程序?qū)ε迹罕局苷n題包括局部對(duì)偶、可分方法、增廣拉格朗日方法。學(xué)生將在本周編寫(xiě)解決方案項(xiàng)目回顧與成果展示論文輔導(dǎo)

時(shí)間安排及收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+3周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共44課時(shí) 學(xué)術(shù)報(bào)告 主導(dǎo)師Reference Letter EI/CPCI/Scopus或同等級(jí)別索引國(guó)際會(huì)議摘要投遞與收錄（可用于申請(qǐng)） 結(jié)業(yè)證書(shū) 成績(jī)單