Phylogenetic Diversity (PD) is a measure of the overall biodiversity of a set of present-day species (taxa) within a phylogenetic tree. In Maximize Phylogenetic Diversity (MPD) one is asked to find a set of taxa (of bounded size/cost) for which this measure is maximized. MPD is a relevant problem in conservation planning, where there are not enough resources to preserve all taxa and minimizing the overall loss of biodiversity is critical. We consider an extension of this problem, motivated by real-world concerns, in which each taxon not only requires a certain amount of time to save, but also has an extinction time after which it can no longer be saved. In addition there may be multiple teams available to work on preservation efforts in parallel; we consider two variants of the problem based on whether teams are allowed to collaborate on the same taxa. These problems have much in common with machine scheduling problems, (with taxa corresponding to tasks and teams corresponding to machines), but with the objective function (the phylogenetic diversity) inspired by biological considerations. Our extensions are, in contrast to the original MPD, NP-hard, even in very restricted cases. We provide several algorithms and hardness-results and thereby show that the problems are fixed-parameter tractable (FPT) when parameterized the target phylogenetic diversity, and that the problem where teams are allowed to collaborate is FPT when parameterized the acceptable loss of diversity.


翻译:系统发育多样性(PD)是衡量系统发育树中现存物种(分类单元)整体生物多样性的指标。最大化系统发育多样性(MPD)问题旨在寻找一组(规模/成本受限的)分类单元,使该指标达到最大值。MPD是保护规划中的一个重要问题——当资源不足以保护所有分类单元时,最小化整体生物多样性损失至关重要。我们基于现实考量拓展了该问题:每个分类单元不仅需要特定的拯救时间,还具有灭绝时间——超过该时间后便无法再被拯救。此外,可能存在多个并行工作的保护团队;我们根据团队是否允许协作处理相同分类单元,研究了该问题的两种变体。这些问题与机器调度问题(分类单元对应任务,团队对应机器)高度相似,但目标函数(系统发育多样性)源自生物学考量。与原始MPD不同,我们的扩展问题即使在极严格约束下也是NP难的。我们提出了多种算法和困难性结果,从而证明:当目标系统发育多样性作为参数时,问题是固定参数可解(FPT)的;当可接受的多样性损失作为参数时,允许团队协作的问题变体是FPT的。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31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
3+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
2+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
2+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
Arxiv
13+阅读 · 2017年12月5日
VIP会员
最新内容
刚刚!Jev中文教程项目发布了
专知会员服务
0+阅读 · 10月4日
《人工智能赋能的适应性多功能电磁战》
专知会员服务
12+阅读 · 9月29日
俄乌战场实验室:全面战争如何重塑现代作战
专知会员服务
8+阅读 · 9月29日
2026年美空军协会会议上的无人机系统趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月28日
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
17+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
11+阅读 · 9月23日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31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
3+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
2+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
2+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