Breve descripción

Esta materia tiene como objetivo proporcionar al estudiante los conocimientos básicos sobre las metodologías y técnicas de aprendizaje automático (machine learning) basadas en redes neuronales y deep learning para que sepan aplicarlas de forma crítica en problemas.

Un segundo objetivo, de tipo práctico, es proporcionar al alumno las capacidades y herramientas estándar necesarias para poder llevar a cabo de manera autónoma proyectos de analítica de datos.

Título asignatura

Aprendizaje automático I

Código asignatura

102268

Curso académico

2024-25

Planes donde se imparte

MÁSTER UNIVERSITARIO EN CIENCIA DE DATOS / MASTER IN DATA SCIENCE

Créditos ECTS

4

Carácter de la asignatura

OPTATIVA

Duración

Cuatrimestral

Idioma

Castellano e Inglés

Contenidos

1. Redes neuronales. Topologías multicapa y recurrente.

2. Algoritmos iterativos de aprendizaje (backprop).

3. Extreme Learning Machines.

4. Retos en problemas "big data". Aprendizaje batch y online.

5. Deep learning. Autoencoders y convolución.

6. Tecnologías y paquetes para redes neuronales y deep learning.

Generales

CG1 - Capacidad para integrarse eficazmente en un grupo de trabajo y trabajar en equipo, compartir la información disponible e integrar su actividad en la actividad del grupo colaborando de forma activa en la consecución de objetivos comunes

CG2 - Capacidad de estudio, síntesis y autonomía suficientes para, una vez finalizado este programa formativo, iniciar una Tesis Doctoral

CG4 – Saber preparar y conducir presentaciones, ante públicos especializado, sobre una investigación o proyecto científico

CG7 - Conocer las herramientas metodológicas necesarias para desarrollar proyectos avanzados

CG8 - Capacidad de actualización de los conocimientos expuestos en el ámbito de la comunidad científica

Transversales

CT1 - Capacidad para buscar, obtener, seleccionar, tratar, analizar y comunicar información utilizando diferentes fuentes

CT2 - Capacidad para proyectar los conocimientos, habilidades y destrezas adquiridos para promover una sociedad basada en los valores de la libertad, la justicia, la igualdad y el pluralismo

CT3- Dominio de la gestión del tiempo

CT4- Capacidad para afrontar tareas y situaciones críticas

CT5- Capacidad de trabajo autónomo y toma de decisiones

CT6- Capacidades asociadas al trabajo en equipo: cooperación, liderazgo, saber escuchar

Específicas

DSDA01 - Utilizar el análisis predictivo para analizar grandes volúmenes de datos y descubrir nuevas relaciones

DSDA02 - Utilizar técnicas estadísticas apropiadas sobre los datos disponibles para lograr una visión adecuada de los mismos

DSENG02 - Desarrollar y aplicar soluciones computacionales para problemas en un cierto dominio de aplicación, usando una amplia gama de plataformas de análisis de datos

DSRM06 - Aplicar el ingenio propio para resolver problemas complejos y desarrollar ideas innovadoras

Actividades formativas

AF1 - Participación y asistencia a lecciones magistrales y seminarios

AF2 - Realización de prácticas de computación y análisis de datos

AF3 - Desarrollo de proyectos guiados

AF4 - Participación en casos prácticos en empresas o centros de investigación

AF6 - Tutorías (presenciales o por medio de recursos telemáticos)

AF7 - Elaboración de informes de laboratorio y trabajos

AF8 - Estudio individual de contenidos de la asignatura

AF9 - Trabajo en grupo

A10 - Pruebas de evaluación

Aprox. 100 horas:

• 30 % en clase

• 45% individual

• 25% en grupo

Metodologías docentes

Se comenzará por una exposición de los conceptos y métodos básicos, incluyendo ejemplos ilustrativos sencillos de distintas disciplinas, que serán analizados y discutidos en común.

Los estudiantes, organizados en grupos, realizarán un análisis práctico detallado de distintos casos de estudio adaptando y aplicando las técnicas adecuadas en cada caso.

La parte práctica se realizará utilizando el software estadístico R, python y software específico especializado (e.g. para deep learning).

Resultados de aprendizaje

• Entender el funcionamiento de las redes neuronales supervisadas y saber aplicarlas a diferentes problemas y tipos de datos.

• Conocer los ventajas de modelos más simples basados en proyecciones aleatorias.

• Conocer la metodología deep learning y saber usar distintos paquetes estándar para su aplicación en problemas reales.

Descripción del sistema de evaluación

SE1 - Examen (escrito, oral y/o práctico en el aula de computación) (40%)

SE2 - Valoración de informes y trabajos escritos (60%)

Profesor responsable

Profesorado

Bibliografía

Bibliografía Básica

E. Castillo, A. Cobo, J.M. Gutiérrez, and E. Pruneda (1999) Introduction to Functional Networks with Applications. A Neural Based Paradigm. Springer International Series in Engineering and Computer Science. Chapters 1 and 2.

Goodfellow, Y. Bengio and A. Courville (2016). Deep Learning. The MIT Press.

C. Bergmeir, J.M. Benítez (2012) Neural Networks in R Using the Stuttgart Neural Network Simulator: RSNNS. Journal of Statistical Software, 46(7).

Bibliografía Complementaria

J.M. Gutiérrez, R. Cano, A.S. Cofiño, and C. Sordo (2004) Redes Probabilísticas y Neuronales en las Ciencias Atmosféricas. Monografías del Instituto Nacional de Meteorología, Ministerio de Medio Ambiente, Madrid. ISBN: 84-8320-281-6.

S. Haykin (2009) Neural Networks: A Comprehensive Foundation (3rd Edition). Prentice-Hall, Inc.

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