Diferansiyel geometri ile yapay zeka algoritmalarının incelenmesi
Examining artificial intelligence algorithms with differential geometry
- Tez No: 1005699
- Danışmanlar: PROF. DR. CUMALİ EKİCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Matematik, Mathematics
- Anahtar Kelimeler: Manifold öğrenme, diferansiyel geometri, Isomap, Laplace–Beltrami operatörü, boyut indirgeme, yapay zeka, Manifold learning, differential geometry, Isomap, Laplace–Beltrami operator, dimensionality reduction, artificial intelligence
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Matematik ve Bilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, manifold öğrenme algoritmalarının yapay zeka potansiyeli ile geometri temelli yapıları sistematik biçimde incelenmiş ve Isomap ile Laplace–Beltrami tabanlı yöntemler ortak bir geometrik çerçevede yeniden yorumlanmıştır. Çalışmada önce Riemann metrikleri, jeodezikler, enerji fonksiyoneli ve Laplace–Beltrami operatörü gibi temel kavramlar ele alınmış; ardından Isomap algoritmasının jeodezik mesafe yaklaşımı ile Laplacian Eigenmaps yönteminin spektral yapısı diferansiyel geometri perspektifinden analiz edilmiştir. Literatürde ilk kez bu iki yöntemin ortak bir enerji fonksiyoneli altında birleştiği gösterilmiş ve eğriliğe duyarlı komşuluk seçimi ile jeodezik–spektral uyumluluk metriği önerilmiştir. Uygulama bölümünde Swiss Roll ve S-Curve gibi sentetik manifoldlar üzerinde yapılan deneyler ile birlikte büyük dil modellerinin (LLM) embedding uzaylarının geometrik özellikleri incelenmiş; LLM gömme yapılarının yerel olarak doğrusal, küresel olarak ise eğrisel bir manifold davranışı sergilediği ortaya konmuştur. Bu yönüyle tez, diferansiyel geometri ile modern yapay zeka yöntemlerini birleştiren özgün bir yaklaşım sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a systematic investigation of manifold learning algorithms through the lens of differential geometry and offers a unified geometric framework that connects the geodesic-based Isomap method with the spectral properties of the Laplace–Beltrami operator. The study first introduces the foundational concepts of Riemannian geometry–including metric tensors, geodesics, energy functionals, and the Laplace–Beltrami operator–and then provides a rigorous differential geometric interpretation of Isomap and Laplacian Eigenmaps. A key contribution of this work is the demonstration, for the first time in the literature, that these two widely used nonlinear dimensionality reduction techniques can be formulated under a common energy functional. In addition, a curvature-sensitive neighborhood selection strategy and a geodesic–spectral consistency metric are proposed. The experimental analyses conducted on classical synthetic manifolds such as the Swiss roll and S-curve are complemented by a geometric examination of embedding spaces produced by large language models (LLMs). The results reveal that LLM embeddings exhibit locally linear yet globally curved manifold behavior. Overall, this thesis provides an original perspective that bridges differential geometry with contemporary artificial intelligence, offering a coherent mathematical framework for understanding the intrinsic structure of high-dimensional data.
Benzer Tezler
- 6G uygulamaları için mikroşerit yama anten parametrelerinin yapay zeka ile optimizasyonu
Optimization of the parameters of microstrip antennas for 6G applications using artificial intelligence
SEMİH PAK
Doktora
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET TAHİR GÜNEŞER
- Yapay zeka ve gökdelen tasarımı
Artificial intelligence and skyscraper design
ŞELALE ELÇİN SUNGUR DÖLGEN
Doktora
Türkçe
2023
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU
- Symplectic geometry and hamiltonian Monte Carlo method
Simplektik geometri ve hamiltonian Monte Carlo metodu
FEYZA ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Jeofizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiJeofizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞRI DİNER
- DE NOVO FRATAXİN PROTEİNİ TASARIMI: KATLANMA MOTİFLERİ, METAL İYON BAĞLANMA BÖLGELERİ, MOLEKÜLER DOCKİNG VE MOLEKÜLER DİNAMİK SİMÜLASYONLAR İLE OPTİMAL STABİLİTE İÇİN YAPAY ZEKÂ DESTEKLİ YAKLAŞIMLAR
DE NOVO FRATAXIN PROTEIN DESIGN: AI-ASSISTED APPROACHES FOR OPTIMAL STABILITY THROUGH FOLDING MOTIFS, METAL ION BINDING SITES, MOLECULAR DOCKING AND MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS
KEVSER KÜBRA KIRBOĞA
Doktora
Türkçe
2026
BiyomühendislikSüleyman Demirel ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ECİR UĞUR KÜÇÜKSİLLE
- Yapay zeka optimizasyon algoritmaları kullanarak görüntü çakıştırma
Image registration using artificial intelligence optimization algorithms
MURAT TAŞYÜREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolErciyes ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEYSEL ASLANTAŞ