Aprendizado de M

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Aprendizado de Máquina

• Marcílio C. P. de Souto
• DIMAp/UFRN

2
Aprendizado

• Em geral, é difícil articular o conhecimento que
  precisamos para construir um sistema de IA
• Na verdade, algumas vezes, não temos nem este
  conhecimento
• Em alguns casos, podemos construir sistemas em
  que eles mesmos aprendem o conhecimento
  necessário

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O que é Aprendizado?

• Memorizar alguma coisa
• Aprender fatos por meio de observação e
  exploração
• Melhorar habilidades motoras/cognitivas por meio
  de prática
• Organizar novo conhecimento em representações
  efetivas e gerais

Aprendizagem denota mudanças no sistema que são
adaptativas no sentindo em que elas capacitam o
sistemaa executar tarefa(s) retirada(s) da mesma
população maiseficientemente e eficazmente a
próxima vez - Simon
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Indução
Pedaço de pão 1 foi nutritivo quando o
comi Pedaço de pão 2 foi nutritivo quando o
comi Pedaço de pão 3 foi nutritivo quando o
comi ... Pedaço de pão 100 foi nutritivo quando o
comi Portanto, todos os pedaços de pão serão
nutritivos se eu comê-los.
David Hume
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Tipos de Aprendizado

• Aprendizado Supervisionado dado um conjunto de
  exemplos (entrada,saída), encontre uma regra que
  faça um bom trabalho em prever a saída associada
  com uma nova entrada.
• Agrupamento (clustering) dado um conjunto de
  exemplos, mas nenhum rótulo associado a eles,
  agrupe esses exemplos em grupos naturais.
• Aprendizado por Reforço um agente interagindo
  com um ambiente faz observações, ações, e é
  recompensado ou punido ele deveria aprender a
  escolher ações de tal forma a obter uma grande
  quantidade de recompensa.

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Aprender uma Função

• Dado um conjunto de exemplos (entrada,saída),
  encontre uma função que expresse bem esse
  relacionamento
• Pronúncia função das letras nos sons
• Ler caracteres manuscritos função da coleção de
  imagens em letras
• Diagnóstico de doenças função dos resultados de
  exames de laboratórios em categorias de doenças

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Aprendendo uma Função

• Memória
• Média
• Generalização

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Exemplo

• Quando dirigir um carro? Depende de
• Temperatura
• Precipitação esperada
• dia da semana
• Se você precisar fazer comprar na volta para casa
• O que você esta vestindo

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Memória
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Memória
11
Memória
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Média - Ruído
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Média - Ruído
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Média - Ruído
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Ruído nos Sensores
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Ruído nos Sensores
17
Generalização - Casos não vistos
18
Generalização - Casos não vistos
19
Vermelhos e Pretos - qual a hipótese correta?

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Métodos de Aprendizado

• Os métodos de aprendizado diferem em termos de
• Forma da hipótese
• Maneira como encontram a hipótese, dados os
  exemplos

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Vizinhos mais Próximos

• Memorizar todos os exemplos
• Quando alguém faz uma pergunta
• Encontra o ponto antigo mais próximo
• Retorna a resposta associada a ele

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Árvore de Decisão

• Usa todos os exemplos para construir uma árvore
  de perguntas de perguntas com respostas nas folhas

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Redes Neurais

• Representam hipóteses como combinações de
  elementos simples