Stochastic constraints, which incorporate both deterministic parameters and random variables, extend classical deterministic constraints by explicitly accounting for uncertainty. These constraints are increasingly prevalent in data science, artificial intelligence, and bioinformatics; however, solving them requires addressing quantitative satisfaction problems that remain a significant challenge in computer science. In this paper, we propose a novel framework for deciding deterministic parameters that maximize the satisfaction probability. Our approach features a unique synergy between stochastic optimization and symbolic techniques: at the high level, it employs \emph{oracle-based stochastic gradient descent} to identify high-quality parameter candidates, while at the low level, it utilizes \emph{interval arithmetic} to compute rigorously certified lower bounds. This framework produces a sequence of sound and increasingly tight lower bounds for the true maximum satisfaction probability, supported by a high-probability convergence guarantee. We demonstrate the effectiveness and efficiency of our approach through its application to Stochastic Satisfiability Modulo Theories (SSMT) problems and a stochastic trajectory planning task.


翻译:随机约束融合了确定性参数与随机变量,通过显式建模不确定性扩展了经典确定性约束。这类约束在数据科学、人工智能和生物信息学中日益常见,然而求解此类问题需要处理定量满意度问题,这仍是计算机科学领域的重要挑战。本文提出一种新颖框架,用于确定最大化满足概率的确定性参数。该方法的独特之处在于将随机优化与符号技术有机结合:在高层采用基于Oracle的随机梯度下降识别高质量候选参数,在低层利用区间算术严格计算经认证的下界。该框架可为真实最大满足概率生成一系列可靠且逐步紧化的下界,并具有高概率收敛保证。通过将其应用于随机可满足性模理论问题和随机轨迹规划任务,我们验证了该方法的高效性与有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

深度学习中泛化的量化、理解与改进
专知会员服务
17+阅读 · 2025年9月13日
【2023新书】随机模型基础,815页pdf
专知会员服务
105+阅读 · 2023年5月10日
【干货书】优化与学习的随机梯度技术,238页pdf
专知会员服务
54+阅读 · 2021年11月22日
用深度学习揭示数据的因果关系
专知
28+阅读 · 2019年5月18日
你的算法可靠吗? 神经网络不确定性度量
专知
40+阅读 · 2019年4月27日
绝对干货 | 随机梯度下降算法综述
菜鸟的机器学习
15+阅读 · 2017年10月30日
精品公开课 | 随机梯度下降算法综述
七月在线实验室
13+阅读 · 2017年7月11日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
3+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
4+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
4+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
7+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
9+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
5+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
专知会员服务
10+阅读 · 9月21日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员