Fakultet tehničkih nauka

Predmet: Osnove mašinskog učenja sa primenama (22.EAI017)

Matične organizacione jedinice predmeta:
Osnovne informacije:
 
Kategorija Naučno-stručni
Uža naučna oblast Telekomunikacije i obrada signala
Multidisciplinarna Ne
ESPB 6
Cilj:

Razumevanje koncepata i algoritama mašinskog učenja uključujući poznavanje teorijskih osnova i osposobljavanje za analizu i praktičnu primenu. Studenti se upoznaju sa osnovnim algoritmima nadgledanog i nenadgledanog učenja, uz primere dobre prakse i savete za primenu ovih algoritama.

Ishod:

Student je osposobljen da prepozna vrstu problema mašinskog učenja, izabere odgovarajuće algoritme i implementira ih u odgovarajućim softverskim paketima. Ume da adekvatno evaluira performanse dobijenih modela i da kombinuje razne vrste normalizacije podataka, redukcije dimenzionalnosti sa algoritmima mašinskog učenja nad podacima različite prirode i obima. Student je osposobljen da prevazilazi probleme koji se mogu javiti u praksi kao što je natprilagođenje i potreba za augmentacijom podataka.

Sadržaj:

Komponente sistema mašinskog učenja i osnovne vrste učenja. Osnovni pojmovi: funkcija cene, natprilagođenje, regularizacija, evaluacija performansi, problem dimenzionalnosti, validacioni postupci, kompromis pristrasnost/varijansa. Pregled osnovnih algoritama sa detaljnom matematičkom osnovom, primerima i implementacijom kroz vežbe: Bajesova teorija učenja, kriterijumi odlučivanja i diskriminantne funkcije, primeri sa Gausovom raspodelom, kNN i Naivni Bajesov klasifikator linearna regresija (selekcija obeležja unapred i unazad, izbor modela, evaluacija), logistička regresija, linearne diskriminantne funkcije, stabla odluke metod vektora nosača. redukcija dimenzionalnosti (filtri i omotači), detaljnije PCA i LDA. ansambalske metode (random forest , nenadgledano učenje (k-means, hijerarhijska klasterizacija, spektralno klasterovanje DBSCAN) i ansambalska klasterizacija Odabrani algoritmi polunadgledanog učenja. Ovaj predmet uvodi studente u oblast mašinskog učenja pokrivajući fundamentalne aspekte u ovoj oblasti uz detaljnu matematičku osnovu algoritama kako bi se obezbedilo razumevanje, efikasna primena i kombinovanje algoritama. Studenti su u toku semestra kroz stalnu primenu na raznim praktičnim problemima (tri domaća zadatka i projekat) okrenuti i praktičnoj implementaciji algoritama na realnim problemima, otvorenim podacima kao i podacima i problemima postavljenim od strane partnera i gostujućih predavača iz privrede. Na projektima se očekuje proširenje znanja na datim osnovama, uz preporuku savremene literature (naučnih radova) kako bi studenti savladali i implementirali još neke metode.

Metodologija izvođenja nastave:

Predavanja, računarske vežbe (u odgovarajućim programskim okruženjima), domaći zadaci, konsultacije, aktivno učenje kroz projekat i istraživanje naučnih publikacija, rad na realnim problemima iz oblasti mašinskog učenja kroz saradnju sa privredom i javnim sektorom (zdravstvo, državna uprava i sl.).

Literatura:
Autori Naziv Godina Izdavač Jezik
Kevin Murphy Machine Learning: A Probabilistic Perspective 2012 MIT Press Engleski
Andriy Burkov Machine Learning Engineering 2020 True Positive Inc Engleski
Sebastian Raschka, Vahid Mirjalili Python Machine Learning: Machine Learning and Deep Learning with Python, scikit-learn, and TensorFlow 2, 3rd Edition 2019 Packt Publishing Engleski
Formiranje ocene:
Predmetna aktivnost Predispitna Obavezna Broj poena
Pismeni deo ispita - kombinovani zadaci i teorija Ne Da 50.00
Domaći zadatak Da Da 5.00
Domaći zadatak Da Da 5.00
Predmetni projekat Da Da 30.00
Domaći zadatak Da Da 5.00
Domaći zadatak Da Da 5.00
Izvođači nastave:
Predavanja
Računarske vežbe
Računarske vežbe
Predavanja