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Yes / An ability to predict the time-to-contact (TTC) of moving objects that become momentarily hidden is advantageous in everyday life and could be particularly so in fast-ball sports. Prediction motion (PM) experiments have sought to test this ability using tasks where a disappearing target moves towards a stationary destination. Here, we developed two novel versions of the PM task in which the destination either moved away from (Chase) or towards (Attract) the moving target. The target and destination moved with different speeds such that collision occurred 750, 1000 or 1250ms after target occlusion. To determine if domain-specific experience conveys an advantage in PM tasks, we compared the performance of different sporting groups ranging from internationally competing athletes to non-sporting controls. There was no difference in performance between sporting groups and non-sporting controls but there were significant and independent effects on response error by target speed, destination speed and occlusion period. We simulated these findings using a revised version of the linear TTC model of response timing for PM tasks (Yakimoff et al. 1987, 1993) in which retinal input from the moving destination biases the internal representation of the occluded target. This revision closely reproduced the observed patterns of response error and thus describes a means by which the brain might estimate TTC when the target and destination are in motion.

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<p>In the first chapter, I conduct an eye-tracking experiment to measure how subjects allocate attention over a price chart while they predict future stock returns. I confirm that the attention allocation reflects how subjects form expectations from past price information. The measure of expectation based on eye-tracking quantitatively fits the actual forecasts submitted by subjects. Easily recognizable patterns in data receive disproportionately more attention: Subjects spend much more time reading recent as well as extreme trends and price levels. Such heuristics in information acquisition are heterogeneous across subjects and lead to inferior forecast precision. Overall, the results provide direct evidence for investor beliefs hypothesized by theories of return extrapolation. </p> <p><br></p> <p>In the second chapter, co-authored by Sergey Chernenko and Huseyin Gulen, we use data on scrip dividends, which give shareholders the option to receive additional shares instead of cash dividends, to investigate how investors form expectations of future returns. Shareholders are more likely to elect to receive dividends in shares when recent past returns are higher, especially when returns are positive and volatile. Actions based on extrapolative beliefs are stronger in small firms, growth firms, and firms with low institutional ownership. Finally, take-up rates of scrip dividends negatively predict both short- and long-run future returns.</p>

Orbital-based methods for electronic-structure calculations are limited to atoms or molecules with up to about 50 electrons. This limitation comes from the requirement of a long expansion in basis functions to approximate correctly the wave function. Replacing the Coulomb interaction with a smooth model potential has two main consequences: first, the wave function becomes cuspless and the expansion in basis functions converges more rapidly, and second, the smooth potential describes a weaker interaction at the electronic coalescence point, which leads to the loss of accuracy. This work explores whether one can construct models with smooth, non-singular, potentials, but without compromising accuracy. The key idea is to use extrapolation procedures to predict the energy for the Coulomb interaction from a sequence of (cheaper) calculations for smooth potentials. By replacing the Coulomb electron-electron interaction with a smooth potential, using the semi-stochastic heat-bath configuration interaction method (SHCI) to select key configurations, and extrapolating to the limiting (non-smoothed) Coulomb potential, we were able to retain the accuracy of full configuration interaction (FCI) calculations, at reduced computational cost. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

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Polynomial neural networks (NNs-Hp) have recently demonstrated high expressivity and efficiency across several tasks. However, a theoretical explanation toward such success is still unclear, especially when compared to the classical neural networks. Neural tangent kernel (NTK) is a powerful tool to analyze the training dynamics of neural networks and their generalization bounds. The study on NTK has been devoted to typical neural network architectures, but is incomplete for NNs-Hp. In this work, we derive the finite-width NTK formulation for NNs-Hp, and prove their equivalence to the kernel regression predictor with the associated NTK, which expands the application scope of NTK. Based on our results, we elucidate the difference of NNs-Hp over standard neural networks with respect to extrapolation and spectral bias. Our two key insights are that when compared to standard neural networks, a) NNs-Hp are able to fit more complicated functions in the extrapolation region; and b) NNs-Hp admit a slower eigenvalue decay of the respective NTK. Our empirical results provide a good justification for a deeper understanding of NNs-Hp / Polynomiska neurala nätverk (NNs-Hp) har nyligen visat hög uttrycksförmåga och effektivitet över flera uppgifter. En teoretisk förklaring till sådan framgång är dock fortfarande oklar, särskilt jämfört med de klassiska neurala nätverken. Neurala tangentkärnor (NTK) är ett kraftfullt verktyg för att analysera träningsdynamiken i neurala nätverk och deras generaliseringsgränser. Studien om NTK har ägnats åt typiska neurala nätverksarkitekturer, men är ofullständig för NNs-Hp. I detta arbete härleder vi NTK-formuleringen med ändlig bredd för NNs-Hp och bevisar deras likvärdighet med kärnregressionsprediktorn med den associerade NTK, vilket utökar tillämpningsomfånget för NTK. Baserat på våra resultat belyser vi skillnaden mellan NNs-Hp jämfört med standardneurala nätverk med avseende på extrapolering och spektral bias. Våra två viktiga insikter är att jämfört med vanliga neurala nätverk, a) NNs-Hp kan passa mer komplicerade funktioner i extrapolationsregionen; och b) NNs-Hp medger en långsammare egenvärdesavklingning av respektive NTK. Våra empiriska resultat ger en bra motivering för en djupare förståelse av NNs-Hp.

Nous nous intéressons, dans cette thèse, à l'étude des méthodes d'extrapolation polynômiales et à l'application de ces méthodes dans l'accélération de méthodes de points fixes pour des problèmes donnés. L'avantage de ces méthodes d'extrapolation est qu'elles utilisent uniquement une suite de vecteurs qui n'est pas forcément convergente, ou qui converge très lentement pour créer une nouvelle suite pouvant admettreune convergence quadratique. Le développement de méthodes cycliques permet, deplus, de limiter le coût de calculs et de stockage. Nous appliquons ces méthodes à la résolution des équations de Navier-Stokes stationnaires et incompressibles, à la résolution de la formulation Kohn-Sham de l'équation de Schrödinger et à la résolution d'équations elliptiques utilisant des méthodes multigrilles. Dans tous les cas, l'efficacité des méthodes d'extrapolation a été montrée.Nous montrons que lorsqu'elles sont appliquées à la résolution de systèmes linéaires, les méthodes d'extrapolation sont comparables aux méthodes de sous espaces de Krylov. En particulier, nous montrons l'équivalence entre la méthode MMPE et CMRH. Nous nous intéressons enfin, à la parallélisation de la méthode CMRH sur des processeurs à mémoire distribuée et à la recherche de préconditionneurs efficaces pour cette même méthode. / In this thesis, we study polynomial extrapolation methods. We discuss the design and implementation of these methods for computing solutions of fixed point methods. Extrapolation methods transform the original sequance into another sequence that converges to the same limit faster than the original one without having explicit knowledge of the sequence generator. Restarted methods permit to keep the storage requirement and the average of computational cost low. We apply these methods for computing steady state solutions of incompressible flow problems modelled by the Navier-Stokes equations, for solving the Schrödinger equation using the Kohn-Sham formulation and for solving elliptic equations using multigrid methods. In all cases, vector extrapolation methods have a useful role to play. We show that, when applied to linearly generated vector sequences, extrapolation methods are related to Krylov subspace methods. For example, we show that the MMPE approach is mathematically equivalent to CMRH method. We present an implementation of the CMRH iterative method suitable for parallel architectures with distributed memory. Finally, we present a preconditioned CMRH method.

Pour les ouvrages neufs, les modèles de trafic dans les normes ou les législations pour la conception des ponts incluent une marge de sécurité suffisante pour que la croissance du trafic soit prise en compte sans dommage par ces ouvrages. Les fondements et les utilisations faites de ces méthodes pour modéliser les effets extrêmes du trafic sur les ouvrages sont donnés dans un premier chapitre. Différentes méthodes sont ainsi étudiées, telles la méthode des moments (MM), la méthode des moments à poids (PWM), le maximum de vraisemblance (ML), le maximum de vraisemblance pénalisé (PML), le minimum de la densité de la divergence (MDPD), la méthode des fractiles empiriques (EPM), la statistique du maximum d'adaptation et la vraisemblance des moments (LM). Pour comparer ces méthodes, des échantillons numériques, des effets de trafic simulés par Monte Carlo et des effets mesurés sur un ouvrage réel sont utilisés. Pour des effets du trafic simulés, ML et PML donne des valeurs de retour plus correctes lorsque le nombre de valeurs au-dessus du seuil est supérieur à 100 ; Des méthodes permettant de prendre en compte ce point et utilisant des distributions mélangées (exponentielles ou valeurs extrêmes généralisées) ont été proposées dans la littérature pour modéliser les effets du trafic. Pour des ponts ayant des portées supérieures à 50m, le scénario déterminant est celui de la congestion, qui n'est pas ce qui est étudié ici. De plus, le trafic n'est pas la composante déterminante pour la conception des ponts de longue portée. Mais des problèmes de fatigue peuvent apparaître dans certains ponts, tels les ponts métalliques à dalle orthotrope, où l'étude du trafic peut devenir nécessaire. Ainsi nous avons fait une étude de l'influence de la position des véhicules sur le phénomène de fatigue. Pour cela, quatre fichiers de trafic réels, mesurés en 2010 et 2011 par quatre stations de pesage différentes, ont été utilisés. Ils ont mis à jour des comportements latéraux différents d'une station à l'autre. Si nous les appliquons au viaduc de Millau, qui est un pont métallique à haubans et à dalle orthotrope, nous voyons que l'histogramme des effets et l'effet de fatigue cumulé est beaucoup affecté par le comportement latéral des véhicules. Ainsi, des études approfondies utilisant les éléments finis pour modéliser les ouvrages et des enregistrements de trafic réel, peuvent être utilisées pour pré-déterminer quels éléments, donc quelles soudures, doivent être examinés dans les ponts afin d'estimer leur santé structurelle / Traffic load model in standard or specification for bridge design should guarantee all newly designed bridges to have sufficient security margin for future traffic. Many different methods have been used to model extreme traffic load effects on bridges for predicting characteristic value for short or long return period. In order to provide some guidance on selecting parameter estimation when applying POT to bridge traffic loading, we focus on the effect that method used to estimate the parameters of the GPD has on the accuracy of the estimated characteristic values. Through this qualitative discussion on the methods, several available methods for traffic loading are selected. Numerical simulation data, Monte Carlo simulation traffic load effects and in-field traffic load effect measurements are analyzed and presented. Literature points out that the traffic load effect is induced by loading event that involves different number of vehicles, and the distribution of the load effects from different loading events are not identically distributed, which violates the assumption of classic extreme value theory that the underlying distribution should be identically independent distributed. Methods using mixture distribution (exponential or generalized extreme value) has been proposed in the literature to model the extreme traffic load effect by loading event. However, the traffic loading may be also importance if the bridge encounter traffic induced fatigue problem, components like orthotropic steel deck is governed by traffic induced fatigue load effects. We intend to explore the influence of traffic load on the fatigue behaviour of orthotropic steel deck, especially the influence of the loading position in terms of transverse location of vehicle. Measurements of transverse location of vehicle collected from by weigh-in-motion (WIM) systems in 2010 and 2011 four French highways showed a completely different distribution model of transverse location of vehicle to that recommended in EC1. Stress spectrum analysis and fatigue damage calculation was performed on the stresses induced traffic on orthotropic steel deck of Millau cable-stayed bridge. By comparing the stresses and damages induced by different traffic patterns (through distributions of transverse location of vehicle), it was found that the histogram of stress spectrum and cumulative fatigue damage were significantly affected by the distribution of transverse location of vehicle. Therefore, numerical analysis that integrates finite element modelling and traffic data with distributions of transverse location of vehicles can help to make an accurate predetermination of which welded connections should be sampled to represent the health of the deck

Les médicaments sont évalués et reçoivent une autorisation de mise sur le marché (AMM) avant d'être prescrits. Ils sont généralement évalués chez des patients adultes, et utilisés chez les enfants en extrapolant les résultats obtenus chez les adultes. L'extrapolation de la balance bénéfice risque de l'adulte à l'enfant intervient lors du développement clinique du médicament et lorsqu'il est prescrit (dans l'AMM ou hors AMM, ce qui est fréquent chez l'enfant). Ceci est dû aux contraintes de la recherche clinique en pédiatrie, qui conduit à un manque de données chez l'enfant. Une recommandation sur l'extrapolation est en cours de finalisation par l'Agence Européenne du Médicament. En utilisant une approche méta-épidémiologique, nous avons exploré les similitudes ou différences du bénéfice, de la balance bénéfice risque et de l'évolution sous placebo entre adultes et enfants à partir de méta-analyses d'essais randomisés en double aveugle contre placebo, ayant inclus des adultes et des enfants dans des indications et avec des médicaments identiques, et présentant des données séparées chez l'adulte et l'enfant. Par la suite, nous avons construit le modèle d'effet à partir des données adultes et l'avons utilisé pour prédire l'effet du traitement et calibrer la taille de l'essai clinique pédiatrique. Ces travaux mettent en avant l'importance d'utiliser toutes les données disponibles avant d'extrapoler la balance bénéfice risque de l'adulte à l'enfant et de justifier les nouvelles études au regard des connaissances existantes. Cette démarche permet de réduire les répétitions inutiles d'essais cliniques, de mieux affecter les ressources destinées à la recherche, d'identifier les domaines pour lesquels les connaissances sont insuffisantes et ainsi optimiser la recherche clinique en pédiatrie. De manière plus globale, cela s'applique à tous types de recherche et permet d'éviter le gâchis au niveau du temps et des ressources investis / Drug interventions are evaluated and receive a Marketing Authorization (MA) before being prescribed. They are generally evaluated in adult patients and then prescribed to children by extrapolating the treatment effect observed in adults. The extrapolation of the benefit risk ratio from adults to children occurs during drug development and when prescribing drugs (within the MA or off-label, which is frequent in children). This is due to the specific constraints of pediatric clinical research leading to a lack of data in children. A framework for extrapolation is currently being finalized by the European Medicines Agency. Using a meta-epidemiological approach, we explored the similarities and differences of the benefit, the benefit risk ratio and the perceived placebo effect between adults and children from meta-analysis including randomized double-blinded placebo-controlled trials evaluating a drug intervention in an indication in adults and children with separate data for both populations. We then built the effect model using adult data to predict the treatment effect in children and calibrate future pediatric clinical trials. Our research highlights the importance of using all available evidence before extrapolating the benefit risk ratio from adults to children and to justify new studies in the context of existing evidence. This approach allows to reduce unnecessary repetitions of clinical trials, to better allocate resources, to identify gaps in knowledge and thus optimize pediatric clinical research. More generally, it applies to any research allowing to avoid a waste in the time and resources invested