西北大学和伊利诺斯大学一起建立了1550万美元的数学和统计研究所

美国西北大学(Northwestern University)将与伊利诺斯州的三所大学一道，创建一个区域研究中心，用来自数学和统计学的强大思想来解决关键的科学和技术挑战。

由芝加哥大学(UChicago)领导的新数学和统计创新研究所(IMSI)得到了美国国家科学基金会(NSF) 1550万美元的资助，为期五年。伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)和伊利诺伊大学香槟分校(UIUC)也是该研究中心的成员。

Bryna热泪盈眶

IMSI的研究人员将建立一个平台，加速将应用数学和统计技术转化为解决紧急科学和社会问题的方案。其中许多问题自然出现在四个合作机构已经在研究的一系列领域，包括气候变化、医疗保健、量子信息理论、人工智能(AI)、数据科学、经济学和材料科学。

“数学和统计学在理解当前挑战的范围和制定解决方案方面发挥着至关重要的作用，”西北大学温伯格艺术与科学学院的萨拉·罗兰数学教授、该项资助的联合首席研究员布莱娜·克拉(Bryna Kra)说。“这个研究所的成立是一个难得的机会，可以加强、刺激和塑造这些领域的研究，不仅对西北大学和研究所的其他创始成员，而且在全国范围内。”

当前复杂的科学和工程研究环境涉及到多学科的深入互动来解决科学问题。这些相互作用通常规模非常大，需要复杂的数学和统计方法来支撑科学问题的解决方案。虽然使这些应用数学方法,IMSI将受益于每个大学的制度优势的合作伙伴,在数学科学以及特定应用领域的科学,技术,经济和政策,从网络的深入编程专业知识中心和研究小组。

Eric Zaslow

“作为社会公共卫生领域面临巨大的问题,气候和经济,仅举几例,数学和统计将扮演着越来越重要的角色在确定基本原则管理复杂的行为,和找到有效的方法来评估和解决这些问题,”Eric Zaslow说教授和主席温伯格学院的数学系。“IMSI将成为科学发现的催化剂，以及就我们这个时代的一些重大挑战进行清晰交流的平台。”

现代的大规模互联系统

在建立和探索现代科学发现的理论和定量基础方面，数学一直发挥着基础性作用，通常是在经验科学建立之前多年独立地发挥作用。然而，应用科学和技术的最新进展正在挑战数学家和统计学家开发的现有模型和范例，为发现新的应用数学技术和发现提供了肥沃的土壤，这些发现对关键的现代应用科学问题有直接的应用。

由数据科学、机器学习和人工智能组成的快速发展的领域提供了一个热门的例子。在过去的十年里，科学机构、政府机构和工业界积累了大量与复杂的生物、技术、物理和社会系统相关的数据。与此同时，机器学习和人工智能的新方法被开发出来，用于从这些数据中提取意义和预测结果，成为与理论、实验和模拟一样重要的科学发现的一部分。然而，随着这项工作的发展，应用科学家们已经揭示了这些算法的更深层次和结构，这些算法还没有完全从数学理论的角度被理解。因此，科学为基础数学工作提供了一块沃土，一旦完成并理解了这些工作，就会立即有助于更好地理解和验证那些指向数学问题的人工智能应用。这种发现基础应用数学的潜力，再加上解决迫切的应用问题，使得建立IMSI成为我们机构的理想和重要平台。

对于数据和人工智能,这些数学和统计解决方案将帮助解释一系列现代科学和技术挑战的特点是大量连接系统和复杂的数据集,包括极端气候事件的频率和强度所引起的气候变化,全球经济的动力系统、基因和环境之间的相互作用,组织和提供卫生保健,量子计算的前景和局限性，以及在处理包含敏感信息的大型数据集时对个人隐私的保护。

“有很多方法数学科学可以帮助我们面对巨大的可用的数据量增长描述复杂系统,以及计算的复杂使用现在用来从这些数据中提取意义,可能会留下他们的数学和理论基础,”凯文说Corlette,数学教授UChicago和IMSI董事就职。“这些包括评估数据集质量的方法，简化模型以提高其预测能力和洞察潜在原理的能力，以及估计模型预测结果的不确定性的新方法。”

他说:“IMSI将成为数学科学家和广泛学科研究人员在这类问题上持续参与的工具。”

国家研究、培训和推广平台

这种新的科学挑战的复杂性和规模要求观点的多样性和深入的专业知识，这使得任何一个单独的机构都很难单独完成。相反，通过系统地建立机构伙伴关系，可以更好地实现最佳解决方案，将公立和私立大学、国家实验室和企业伙伴聚集在一起，以便从每个机构汲取力量并扩大其效力，同时使伙伴关系作为一个整体超越规模限制。 

IMSI将通过与伊利诺伊州四所顶尖研究型大学的合作，建立一个全国性的研究、拓展和劳动力发展平台，以培训下一代数学和统计学研究人员。这四个赞助机构汇集了在数学、统计和许多其他领域的良好的智力和机构资源。

该研究所将汇集来自全国和全球各地应用领域的研究人员。科学活动将包括讲习班和长时间的项目，通常是四分之一(10周)的长度。研究活动将围绕将随时间发展的主题进行组织，最初的重点是数据和信息、气候科学、卫生保健、材料科学、量子计算和信息以及不确定性量化。

还将持续关注与其他领域的研究人员的交流，以及教育公众有关数学和统计在日常问题和社会问题上的广泛应用。IMSI将赞助针对K-12学生、教师、本科生和研究生的拓展和劳动力发展项目，向参与者介绍数学和统计领域的就业机会，特别是那些来自传统上在科学领域未得到充分代表的社区的学生。

“数学科学对我们日常生活的影响无处不在，影响深远，”美国国家科学基金会数学科学部门主任胡安·c·梅扎(Juan C. Meza)说。“这个项目代表了对跨科学领域的跨学科连接的投资，并对计算、工程和健康等领域产生影响。”

国家科学基金会支持其他8个数学科学机构推进数学科学研究，提高数学科学在其他学科的影响力，扩大美国从事数学研究的人才基础。更多信息请访问mathinstitutes.org。

主题:公告，人工智能，数据科学，拨款，研究，温伯格文理学院