破除欧美垄断 详解国内首个运筹学算法平台LEAVES

2017年10月30日20:04  来源:人民网-IT频道
 

10月17日,杉数科技(北京)有限公司与上海财经大学正式签署产学研基地一揽子合作协议。未来三年,杉数科技将向上海财经大学交叉科学研究院提供每年逾400万人民币的资金支持,用于支持双方共同设立人工智能联合实验室,并采取多项措施,支持其科学家团队的研究工作。

签约仪式上,项目负责人、上海财经大学交叉科学研究院院长葛冬冬教授发布并演示了中国首个运筹学算法平台LEAVES。LEAVES是财大并行优化国际实验室(与斯坦福大学金融与风险管理研究所联合共建)与杉数科技共同牵头,多家知名高校、研究所与企业共同建设的一个运筹学与人工智能基础算法平台。

LEAVES平台主要有三部分内容,包括了对多个数学规划、机器学习和运筹学应用问题的开源算法和闭源解决方案。

其中数学规划求解器的部分,是第一个成规模的华人运筹学优化算法求解器,对于我国运筹优化算法的发展有着重要意义。目前,国内对处理大规模数据的优化算法求解器的有着迫切需求,市场却始终被欧美垄断,这种局面带来了不小的麻烦。以国家发展为例,基础设施建设中的电网、水利系统、铁路、高速公路建设等一系列问题都涉及到类似的大规模优化算法问题,使用国际上成熟的闭源商业求解器就意味着难以做出针对性改良,得到最优结果。用葛冬冬教授的话说:“无论从何种角度,这样的软件,国内必须得有自己的核心技术知识积累。”

据了解,为了接近这一目标,LEAVES汇聚了全球众多运筹学领域专家。斯坦福大学李国鼎工程讲座教授、华人运筹学领袖叶荫宇、上海财经大学交叉科学研究院院长葛冬冬、教授何斯迈、江波,明尼苏达大学工业与系统工程系系主任张树中、佐治亚理工运筹学终身副教授蓝光辉等,以及来自来自斯坦福大学、乔治亚理工学院、加州大学伯克利分校等高校的学生志愿者都曾为此付出过不懈努力。

目前公布的版本中,LEAVES对多个经典优化算法模型求解的效率与速度已跻身世界一流行列。技术人员可以从LEAVES平台上免费下载各个求解器,按照自身需求进行调整与使用。

开发团队坦言,目前发布的第一版LEAVES,整体上与性能最顶尖的主流商用求解器还有一定的差距。但作为主导者之一的杉数科技表示,他们在项目里启动数学规划部分的初衷,是希望可以创造一个华人领导、全世界参与的高水平开源社区与平台,以更好地集聚全世界最优秀学者,加速建设一个成熟可用的开源求解器,缩小与主流商用求解器的差距,真正打造中国自主研发的安全、高效、可靠、稳定的优化算法求解器。

值得期待的是,越来越多的力量正向LEAVES汇集。目前,LEAVES的共建者还包括中科院、北大、顺丰、京东、永辉、苏大天宫等,未来,还会有更多高校和企业加入其中。

除了在优化算法求解器研发上付出的努力外,LEAVES本身也可以看作是任何与运筹学建模、优化算法相关的软件展示平台。其中的重头戏,包括了由杉数科技牵头的机器学习算法求解器LEMO。

LEMO采用了一系列国际最前沿的大规模凸优化与非凸优化技巧,目前对多个机器学习经典模型在单机上的求解速度已位居世界领先行列。LEMO提供机器学习和数值优化的调用接口,供数据科学及数值计算等不同层次需求使用。值得注意的是,传统软件如果要充分利用高性能计算需要进行麻烦的代码迁移,而LEMO可以直接利用CUDA等高性能计算进行加速,大大提升运行效率。

除了开源算法求解器,LEAVES还提供了一个运筹学应用软件展示平台,各个高校与企业,将自己在实际项目中遇到的问题及对应开发的运筹学软件展示出来,充分地展现出运筹学在解决实际问题中的威力。互相取经,共同发展,这也与杉数科技和上海财经大学合作的初衷相吻合。

例如目前平台上就展示了斯坦福大学叶荫宇教授开发的对城市水网和电网的智能调度系统,以及杉数科技开发的物流优化、库存调度、无人仓管理软件等。

对于上海财经大学来说,此次与杉数科技的合作是高校实验室与企业联合进行人工智能核心技术研发的一次重要尝试,以达成资源互助、优势互补的总体目标。对于高校获得真实数据与经验,获得资金与资源支持,完成产学研良性促进,也是一个有着标志性意义的尝试。

正如杉数科技CEO罗小渠在签约仪式上所说的那样:“产学研的结合是学界与业界通力合作的良好契机,杉数科技和上海财经大学的此次合作正是一个很好的案例,我们各有所长,应该各自做出自己的贡献。产学研的结合,就像是一场接力赛。‘学’是基础,跑第一棒;而我们作为‘研’的代表,对核心研究和产业都有了解,可以从学校接过接力棒;企业再从我们手里接棒,完成最后的冲刺。”

(责编:杨波、庄红韬)