¿Cómo es útil la optimización convexa en la industria tecnológica?

Esto no es una exageración, es un hecho.

La optimización convexa se está generalizando en la industria tecnológica. Solo tiene que buscarlo en Google Scholar y obtendrá 1.380.000 resultados. Se puede obtener una estimación más conservadora buscando estas dos palabras clave en IEEE Explore, que arroja alrededor de 2500 artículos en revistas IEEE (tenga en cuenta que generalmente son las principales publicaciones de ingeniería) en la última década.

Y lo bueno de la optimización convexa es que si puede formular un problema como un problema convexo, entonces (casi) lo ha resuelto (por supuesto, si el problema involucra billones de variables, puede experimentar algunos problemas de cálculo ;-).

Los problemas de optimización están en todas partes. Y resulta que muchos problemas importantes son convexos. Desde la biología hasta la astrofísica, el aprendizaje automático, la red inteligente, las telecomunicaciones y la robótica … cada rama de la ciencia parece encontrar beneficios en la optimización convexa.

Además, varios problemas no convexos pueden aproximarse o incluso resolverse exactamente mediante problemas convexos equivalentes. Y para el resto de problemas no convexos, las técnicas de optimización convexa siguen siendo útiles (p. Ej., Sucesivos algoritmos de optimización convexa, etc.).

Yo diría que la optimización convexa para estudios de posgrado es como el álgebra lineal para estudiantes universitarios. Por cierto, ¿sabía que puede encontrar el valor propio más alto de una matriz resolviendo un problema de optimización convexa? (Entonces, si su matriz es demasiado grande, el descenso de gradiente podría ser un enfoque eficiente).

Leí una vez que la optimización convexa es el enfoque de ingeniería para el análisis matemático. Por lo tanto, no es fácil, pero una vez que tenga la intuición y capte las ideas clave, tendrá un juego de herramientas útil para el resto de su vida. ¡La vida es un problema de optimización (aunque no convexo) en sí mismo!

Y, lo que es más importante, ¡la optimización convexa es divertida!

La optimización convexa es muy importante por muchas razones. Como profesional, aprender la optimización convexa te permitirá:

  1. Saber si un problema puede formularse como un problema convexo cuando te enfrentas a uno. El uso de enfoques de optimización convexa en un problema convexo asegura que la solución que obtenga sea la solución óptima ya que para cualquier función convexa, cualquier mínimo local es el mínimo global, lo que hace que la resolución sea mucho más fácil / rápida.
  2. Saber resolver problemas convexos. Hay muchos tipos de problemas convexos (lineal, cuadrático, suma de cuadrados …) cada uno tiene su método único de resolución.
  3. Sepa cómo convertir un problema no convexo en uno convexo. Aquí comprenderá el rigor matemático que implica probar que ambos problemas son equivalentes o que los valores óptimos para ambos problemas son iguales.

Ahora, ¿qué tan relacionado está todo esto con la industria? Yo diría íntimamente relacionado. Porque la optimización convexa está directamente relacionada con muchas aplicaciones en control y aprendizaje automático. Ambos campos son muy importantes en la industria tecnológica.

Otro punto importante es el hecho de que lo aprenderá del dios de la optimización convexa, Stephen Boyd. Para mí esto es obvio. Los practicantes de todo el mundo aprenden este oficio de su libro disponible gratuitamente y resuelven problemas usando su solucionador cvxopt disponible gratuitamente.