离散优化问题的人工智能方法-严骏驰.pdf

1、严骏驰严骏驰上海交通大学人工智能学院上海交通大学人工智能学院/计算机系计算机系20242024年年1010月月2 24 4日日离散优化问题的人工智能方法离散优化问题的人工智能方法成熟商业求解器多为传统算法，成熟商业求解器多为传统算法，AIAI引领工业软件新变革引领工业软件新变革19881988Robert Bixby创立并发布初版优化器19941994发布正式版求解器19971997并入CPLEX19971997Andersen兄弟创立MOSEKZ.GuGu、E.RoRothberg、R.BiBixby 20082008多样性：设计繁琐多样性：设计繁琐大规模：计算耗时大规模：计算耗时智能化：机

2、器学习智能化：机器学习并行化：显卡加速并行化：显卡加速旅行商图着色最大流混合整数规划开放场景开放场景变化快 Velocity规模大 Volume形式多 Variety不确定 Veracity经典舒适区经典舒适区相对稳定规模适中经典问题精确确定机器学习传统求解器研究背景：学科交叉前沿与国际趋势研究背景：学科交叉前沿与国际趋势离散离散/无约束无约束离散离散/带约束带约束连续连续/无约束无约束连续连续/带约束带约束(深度深度)神经网络神经网络逻辑回归逻辑回归主成分分析主成分分析图论与组合图论与组合聚类聚类图割图割路径规划路径规划匹配匹配决策树决策树混合高斯模型混合高斯模型支持向量机支持向量机朴素贝叶

3、斯朴素贝叶斯概率主题模型概率主题模型连续域连续域离散域离散域无约束无约束带约束带约束CVPR22CVPR22大会最佳论文大会最佳论文BengioBengio一作展望论文一作展望论文美国美国NSFNSF重大项目立项重大项目立项“三省一市要集合科技力量，聚焦集成电路、生物医药、人工智能等重点领域和关键环节，尽早取得突破。”-2020年8月20日，习近平总书记在合肥主持召开扎实推进长三角一体化发展座谈会并发表重要讲话“全面实施集成电路、人工智能、生物医药“上海方案”，集聚高水平研发机构，加快形成一批聚焦关键核心技术、具有国际先进水平的功能型研发转化平台。”-2020年1月15日，上海市十五届人大三次

4、会议，时任上海市市长应勇作政府工作报告助力上海三大先导产业：助力上海三大先导产业：人工智能，生物医药，集成电路人工智能，生物医药，集成电路图像图像/序列序列复杂图结构复杂图结构感知问题感知问题图论问题图论问题连续无约束连续无约束离散带约束离散带约束科学问题：离散约束问题的机器学习科学问题：离散约束问题的机器学习一般神经网络一般神经网络特定模型架构特定模型架构数据形式数据形式问题设定问题设定方法转变方法转变7 7将问题先验融入将问题先验融入数据驱动的建模数据驱动的建模研究内容（上海：人工智能，生物医药，集成电路）研究内容（上海：人工智能，生物医药，集成电路）一：一：学习结合传统算法学习辅助求解学

5、习辅助求解AI aidedAI aided底层架构底层架构：图问题表征图问题表征GNN/GNN/变换器变换器特定形式：特定形式：MIPMIPSATSAT通用形式：通用形式：离线场景离线场景在线场景在线场景学习原生求解学习原生求解AI nativeAI native原空间：原空间：特定约束特定约束量子形式量子形式隐空间：隐空间：线性约束线性约束任意约束任意约束工具化：工具化：评测评测 开源开源AIAI辅助设计辅助设计AI4DesignAI4DesignAI4EDAAI4EDA：布局布线布局布线逻辑综合逻辑综合经典网络经典网络量子网络量子网络AI4DrugAI4Drug：分子预测分子预测蛋白对接蛋

6、白对接二：二：原生开放高可用三三：学习辅助设计组合优化问题的机器学习求解初探:以图匹配问题的研究进展为例，中国基础科学(24)3,63-68组合优化问题的机器学习求解研究进展与趋势，中国计算机学会：2021-2022中国计算机科学技术发展报告Geometric Knowledge Distillation:Topology Compression for Graph Neural Networks,ICLR 2023研究成果一：研究成果一：学习与传统算法结合求解（底层架构）学习与传统算法结合求解（底层架构）底层架构底层架构表达力、可扩展性与泛化性的理论研究表达力、可扩展性与泛化性的理论研究1