Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Aprendizaxe Automática II Código 614544014
Titulación
Máster Universitario en Intelixencia Artificial
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 2º cuadrimestre
Primeiro Optativa 3
Idioma
Inglés
Modalidade docente Híbrida
Prerrequisitos
Departamento Ciencias da Computación e Tecnoloxías da Información
Coordinación
Fernández Blanco, Enrique
Correo electrónico
enrique.fernandez@udc.es
Profesorado
Fernández Blanco, Enrique
Correo electrónico
enrique.fernandez@udc.es
Web
Descrición xeral A disciplina introduce ao alumnado nas técnicas de aprendizaxe automático aplicables en entornos que presentan restricións na distribución dos datos utilizados na xeración dos modelos: tratamento de fluxos, incorporación de novas experiencias, evolución dos conceptos ao longo do tempo ou a preservación da privacidade da información. A súa consideración require dunha capacitación específica na aplicación de técnicas de aprendizaxe incremental, detección de obsolescencias e confidencialidade na manipulación de conxuntos de datos.

1. Adquirir os coñecementos sobre o funcionamento das principais técnicas de aprendizaxe incremental.
2. Aplicar técnicas de aprendizaxe incremental para a análise de datos en tempo real en entornos estacionarios e non estacionarios.
3. Coñecer o principio de funcionamento dos principais paradigmas de aprendizaxe con preservación da privacidade.

Competencias do título
Código Competencias do título
A11 CE10 - capacidade para a construcción, validación e aplicación dun modelo estocástico dun sistema real a partir dos datos observados e o análisis crítico dos resultados obtidos para seleccionar as máis axeitadas para a resolución de problemas
A12 CE11 - Comprensión e dominio das principáis técnicas e ferramentas de análisis de datos, tanto dende o punto de vista estatístico como da aprendizaxe automática, incluíndo as dedicadas ao tratamento de grandes volúmenes de datos, e capacidade para seleccioar as máis axeitadas para a resolución de problemas
A13 CE12 - capacidade para plantexar, formular e resolver todas as etapas dun proxecto de datos, incluíndo a compresión e dominio de fundamentos e técnicas básicas para a búsqueda e o filtrado de información en grandes coleccións de datos
A16 CE15 - coñecemento das ferramentas informáticas no campo da aprendizaxe automática, e capacidade para seleccionar a máis axeitad para a resolución dun problema
B2 CG02 - Abordar con éxito todas as etapas dun proxecto de Intelixencia Artificial
B3 CG03 - Buscar e seleccionar a información útil necesaria para resolver problemas complexos, manexando con soltura as fontes bibliográficas do campo
B4 CG04 - Elaborar axeitadamente e con certa orixinalidade composicións escritas ou argumentos motivados, redactar plans, proxectos de traballo, artigos científicos e formular hipóteses razoables no campo
B5 CG05 - Traballar en equipo, especialmente de carácter multidisciplinar, e ser hábiles na xestión do tempo, persoas e toma de decisións
B6 CB01 - Poseer e comprender coñecementos que aporten unha base ou oportunidade de ser orixináis no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación
B7 CB02 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e posúan capacidade de resolución de problemas en entornos novos ou pouco coñecidos dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacioados coa su área de estudo
B8 CB03 - Que os estudantes sexan capaces de integrar coñecementos e enfrentarse á complexidade de formular xuízos a partiren dunha información que, sendo incompleta ou limitada, inclúa reflexións sobre as responsabilidades sociáis e éticas vinculadas á aplicación dos seus coñecementos e xuízos
B9 CB04 - Que os estudantes saiban comunicar as súas conclusións e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan a públicos especializados e non especializados dun xeito claro e sen ambigu?idades
C3 CT03 - Utilizar as ferramientas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida
C4 CT04 - Desenvolverse para o exercicio dunha una cidadanía respetuosa coa cultura democrática, os dereitos humáns e la perspectiva de xénero
C7 CT07 - Desenvolver a capacidade de traballar en equipos interdisciplinares ou transdisciplinares, para ofrecer propostas que contribúan a un desenrolo sostible ambiental, económico, político e social
C8 CT08 - Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenrolo tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade
C9 CT09 - Ter a capacidade de xestionar tempos e recursos: desenvolver plans, priorizar actividades, identificar as críticas, establecer plazos e cumplilos

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Adquirir os coñecementos sobre o funcionamento das principais técnicas de aprendizaxe incremental AM10
AM11
AM12
AM15
BM2
BM3
BM4
BM5
BM6
BM7
BM8
BM9
CM3
CM4
CM7
CM8
CM9
Aplicar técnicas de aprendizaxe incremental para a análise de datos en tempo real en contornas estacionarios e non estacionarios AM10
AM11
AM12
AM15
BM2
BM3
BM4
BM5
BM6
BM7
BM8
BM9
CM3
CM4
CM7
CM8
CM9
Coñecer o principio de funcionamento das principais paradigmas de aprendizaxe con preservación da privacidade AM10
AM11
AM12
AM15
BM2
BM3
BM4
BM5
BM6
BM7
BM8
BM9
CM3
CM4
CM7
CM8
CM9

Contidos
Temas Subtemas
1. Teoría 1. Machine Learning Online
2. Concept Drift
3. Federated Learning
2. Práctica 1. Machine Learning Online e Concept Drift
2. Federated Learning

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A11 A12 A13 A16 B3 B6 B7 B8 B9 C3 C4 C8 10 10 20
Seminario A11 A12 A13 A16 B2 B4 B5 C7 C9 4 20 24
Prácticas a través de TIC A11 A12 A13 A16 B3 B6 B7 B8 C3 C4 C8 7 21 28
Proba mixta A11 A12 A13 A16 B4 B6 B7 1 0 1
 
Atención personalizada 2 0 2
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Os contidos da materia impartiranse de maneira indistinta entre as clases expositivas as clases interactivas. A realización de todas as actividades propostas é necesaria, do mesmo xeito que a asistencia a todas as clases (expositivas e interactivas) para superar a materia.
Clases Expositivas (teoría): consistirán na exposición e explicación dos diferentes apartados do programa da materia, coa axuda de medios electrónicos (presentacións, vídeos, etc.).
Seminario Estudo de casos: poderanse expor ao alumnado escenarios de traballo, reais ou ficticios, que presenten determinadas problemáticas. O alumnado deberá aplicar os coñecementos teórico-prácticos da materia para buscar unha solución á cuestión ou cuestións expostas. Como norma xeral, o estudo de casos realizarase en grupos. Os distintos grupos de traballo expoñerán e poñerán en común as súas solucións.
Prácticas a través de TIC Clases interactivas (prácticas): exporanse diferentes problemas prácticos relacionados co contido da materia para que o alumno resolva de forma individual ou en grupos.

Aprendizaxe por proxectos: poderase expor ao alumnado proxectos prácticos cuxo alcance requira que se lle dedique un parte importante da dedicación total do alumno á materia.

Traballo autónomo: o alcance e obxectivos dos proxectos, casos de uso e/ou problemas prácticos poderán requirir do traballo autónomo por parte de alumnado, aínda que coa tutela do profesorado.
Proba mixta Unha proba mixta que pode conter preguntas tipo test, preguntas de resposta curta ou preguntas de desenvolvemento. Vai a evaluar l parte teórica de la asignatura e pode conter preguntas sobre o conido dos seminarios ou exercicios práticos

Atención personalizada
Metodoloxías
Sesión maxistral
Prácticas a través de TIC
Seminario
Descrición
Titorías: As sesións de titorías servirán para resolver as dúbidas do alumnado relacionadas cos contidos da materia. Estas titorías serán tanto presenciais como virtuais a través de correo electrónico, campus virtual ou plataforma Microsoft Teams.

Curso Virtual: Esta materia dispoñerá dun curso virtual a través do que se facilitará ao alumnado todo o material necesario en formato dixital. Proporcionarase tamén distintas ferramentas de comunicación para o apoio, tanto da docencia como das titorías, incluíndo videoconferencia, chat, correo electrónico, foros…

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Proba mixta A11 A12 A13 A16 B4 B6 B7 Prob obxetiva que pode ser un modelo mixto con preguntas tipo test e algunhas preguntas de resposta curta ou de desenvolvemento. 50
Prácticas a través de TIC A11 A12 A13 A16 B3 B6 B7 B8 C3 C4 C8 Esta calificación incluirá a avaliación das leccións práticas e o proxecto desenvolvido. 30
Seminario A11 A12 A13 A16 B2 B4 B5 C7 C9 Se incluirá a avaliación das lección e traballos realizados nos seminarios 20
 
Observacións avaliación

Para superar a materia, o/a estudante terá que completar todas as actividades propostas e aprobar os exames correspondentes.

Primeira oportunidade: 

Para superar a asignatura, o/a estudante deberá ter entregado e aprobado as actividades propostas (50% da cualificación final) e aprobar o exame final (50% da cualificación).

Exames parciais: 

non haberá exames parciais.

Segunda oportunidade: 

Mantense a nota obtida nas prácticas durante o curso e tamén o seu peso na nota final. Os/As estudantes que non alcanzaron a nota de corte nas actividades propostas durante a convocatoria anterior, poderán entregar, antes do exame final da segunda oportunidade, actividades semellantes ás non superadas, que serán propostas polos docentes. Unha vez aprobadas ambas partes por separado, o exame será o 50% da nota final e as prácticas o 50% restante.

Dispensa de asistencia: 

No caso de dispensa de asistencia, os/as estudantes examinaranse nas mesmas condicións que os alumnos na primeira convocatoria.

Estudantes repetidores: 

Os/As estudantes repetidores de anos anteriores examinaranse nas mesmas condicións que os alumnos na primeira convocatoria.

Non presentado: 

O/A estudante recibirá a cualificación de "non presentado" cando non realice o exame final.

Realización fraudulenta de exercicios ou probas: 

A realización fraudulenta das probas ou actividades de avaliación, unha vez comprobada, implicará directamente a cualificación de suspenso na convocatoria en que se cometa: o/a estudante será cualificado con “suspenso” (nota numérica 0) na convocatoria correspondente do curso académico, tanto se a comisión da falta se produce na primeira oportunidade como na segunda. Para isto, procederase a modificar a súa cualificación na acta de primeira oportunidade, se fose necesario

Avaliación das competencias: 

En xeral, o desenvolvemento das actividades prácticas, proxectos e casos de uso, así como a preparación dos temas teóricos permitirán ao alumnado traballar as competencias básicas, xerais e transversais da materia. En concreto, a través dos proxectos e casos de uso, valoraranse as competencias CT7, CT9, CG5, CG4, CG2. O desenvolvemento das prácticas, así como a proba final, permitirá avaliar as competencias específicas: CE10, CE11, CE12, CE15.

Igualdade:

- Segundo se recolle nas distintas normativas de aplicación para a docencia universitaria deberase incorporar a perspectiva de xénero nesta materia (usarase linguaxe non sexista, utilizarase bibliografía de autores/as de ambos sexos, propiciarase a intervención en clase de alumnos e alumnas...)

-Traballarase para identificar e modificar prexuízos e actitudes sexistas e influirase na contorna para modificalos e fomentar valores de respecto e igualdade.

-Deberanse detectar situacións de discriminación por razón de xénero e proporanse accións e medidas para corrixilas.


Fontes de información
Bibliografía básica Bahri, M., Bifet, A., Gama, J., Gomes, H. M., & Maniu, S (2021). Data stream analysis: Foundations, major tasks and tools. Wiley nterdisciplinary Reviews: Data Mining and Knowledge Discovery,11(3)
Orabona, F. (2019). A modern introduction to online learning.. arXivpreprint arXiv:1912.13213
Gama, J., Žliobaitė, I., Bifet, A., Pechenizkiy, M., & Bouchachia, A. (2014). A survey on concept drift adaptation.. CM computing surveys(CSUR),46(4), 1-37
Li, T., Sahu, A. K., Talwalkar, A., & Smith, V. (2020). Federated learning: Challenges, methods, and future directions.. IEEE signal processing magazine, 37(3), 50-60
Yang, Q., Liu, Y., Chen, T., & Tong, Y. (2019). Federated machine learning: Concept and applications.. ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology (TIST), 10(2), 1-19
Lu, J., Liu, A., Dong, F., Gu, F., Gama, J., & Zhang, G. (2018). Learning under concept drift: A review.. IEEE Transactions on Knowledge and DataEngineering,31(12), 2346-2363
Bifet, A., Gavalda, R., Holmes, G., & Pfahringer, B (2018). Machine learning for data streams: with practical examples in MOA. MIT Press
Gomes, H. M., Read, J., Bifet, A., Barddal, J. P., & Gama, J. (2019). Machine learning for streaming data: state of the art, challenges, and opportunities.. ACM SIGKDD Explorations Newsletter,21(2), 6-22
Hoi, S. C., Sahoo, D., Lu, J., & Zhao, P. (2021). Online learning: A comprehensive survey. Neurocomputing,459, 249-289.

Bibliografía complementaria Gama, J., Medas, P., Castillo, G., & Rodrigues, P. (2004). Learning with drift detection. InBrazilian symposium on artificialintelligence(pp. 286-295). Springer, Berlin, Heidelberg.
AbdulRahman, S., Tout, H., Ould-Slimane, H., Mourad, A., Talhi, C., & Guizani, M. (2020). A survey on federated learning: The journey fromcentralized to distributed on-site learning and beyond.. IEEE Internet of Things Journal, 8(7), 5476-5497
Bifet, A., & Gavalda, R. (2009). Adaptive learning from evolving data streams.. InAdvances in Intelligent Data Analysis VIII
McMahan, B., Moore, E., Ramage, D., Hampson, S., & y Arcas, B. A. (2017). Communication-efficient learning of deep networks from decentralized data. In Artificial intelligence and statistics (pp. 1273-1282).
Rahman, K. J., Ahmed, F., Akhter, N., Hasan, M., Amin, R., Aziz, K. E., ... & Islam, A. N. (2021). hallenges, applications and design aspects of federated learning: A survey.. IEEE Access,9, 124682-124700.
Bifet, A., Gavalda, R. (2007). Learning from time-changing data with adaptive windowing. Proceedings of the 2007 SIAM international conference ondata mining, pp. 443-448. Society for Indust
Gama, J., & Castillo, G. (2006). Learning with local drift detection.. Advanced Data Mining and Applications: Second International Conference,ADMA 2006, Xi’an, China, Augu
Gomes, H. M., Montiel, J., Mastelini, S. M., Pfahringer, B., & Bifet, A. (2020). On ensemble techniques for data stream regression. In 2020International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN) (pp. 1-8)
Ghesmoune, M., Lebbah, M., & Azzag, H (2016). State-of-the-art on clustering data streams.. Big Data Analytics, 1, 1-27
(). ttps://federated.withgoogle.com/.


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Aprendizaxe Automática I/614544012

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

Observacións

Os e as estudiantes deben estar familiarizados con conceptos de programación de nivel medio, álgebra lineal, cálculo e estadística. Tamén é útil o coñecemento da concurrencia básica e a arquitectura paralela

Igualdade:

- Segundo se recolle nas distintas normativas de aplicación para a docencia universitaria deberase incorporar a perspectiva de xénero nesta materia (usarase linguaxe non sexista, utilizarase bibliografía de autores/as de ambos sexos, propiciarase a intervención en clase de alumnos e alumnas...)

-Traballarase para identificar e modificar prexuízos e actitudes sexistas e influirase na contorna para modificalos e fomentar valores de respecto e igualdade.

-Deberanse detectar situacións de discriminación por razón de xénero e proporanse accións e medidas para corrixilas.



(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías