Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Aprendizaje Automático II Código 614G02021
Titulación
Grao en Ciencia e Enxeñaría de Datos
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 1º cuatrimestre
Tercero Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Ciencias da Computación e Tecnoloxías da Información
Coordinador/a
Eiras Franco, Carlos
Correo electrónico
carlos.eiras.franco@udc.es
Profesorado
Cancela Barizo, Brais
Eiras Franco, Carlos
Fontenla Romero, Oscar
Sanchez Maroño, Noelia
Correo electrónico
brais.cancela@udc.es
carlos.eiras.franco@udc.es
oscar.fontenla@udc.es
noelia.sanchez@udc.es
Web
Descripción general Nesta asignatura cubriránse os métodos de aprendizaxe automática que abrangue a aprendizaxe profunda (Deep Learning). Daranse a coñecer algoritmos que solventan diversos problemas, como a clasificación, regresión, detección de anomalías e procesado de secuencias. Na vertente práctica, desenvolverase un proxecto que aplique técnicas de aprendizaxe profunda a un caso real.

Competencias del título
Código Competencias del título
A1 CE1 - Capacidad para utilizar con destreza conceptos y métodos propios de la matemática discreta, el álgebra lineal, el cálculo diferencial e integral, y la estadística y probabilidad, en la resolución de los problemas propios de la ciencia e ingeniería de datos.
A3 CE3 - Capacidad para el análisis de datos y la comprensión, modelado y resolución de problemas en contextos de aleatoriedad.
A24 CE24 - Comprensión y dominio de las principales técnicas básicas y avanzadas de aprendizaje automático, incluyendo las dedicadas al tratamiento de grandes volúmenes de datos.
A25 CE25 - Capacidad para identificar la adecuación de cada una de las técnicas de aprendizaje automático a la resolución de un problema, incluyendo los aspectos relacionados con su complejidad computacional o su capacidad explicativa, de acuerdo a los requisitos establecidos.
A26 CE26 - Conocimiento de las herramientas informáticas actuales en el campo del aprendizaje automático, y capacidad para seleccionar la más adecuada para la resolución de un problema.
A28 CE28 - Comprensión y dominio de los fundamentos y técnicas para el procesado de datos escritos, tanto en lenguaje formal como en lenguaje natural.
B2 CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
B3 CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
B7 CG2 - Elaborar adecuadamente y con cierta originalidad composiciones escritas o argumentos motivados, redactar planes, proyectos de trabajo, artículos científicos y formular hipótesis razonables.
B8 CG3 - Ser capaz de mantener y extender planteamientos teóricos fundados para permitir la introducción y explotación de tecnologías nuevas y avanzadas en el campo.
B9 CG4 - Capacidad para abordar con éxito todas las etapas de un proyecto de análisis de datos: exploración previa de los datos, preprocesado, análisis, visualización y comunicación de resultados.
B10 CG5 - Ser capaz de trabajar en equipo, especialmente de carácter multidisciplinar, y ser hábiles en la gestión del tiempo, personas y toma de decisiones.
C1 CT1 - Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.
C4 CT4 - Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Conocer las técnicas del aprendizaje profundo A1
A3
A24
A28
B2
B3
B7
B8
B9
B10
C1
C4
Identificar las técnicas adecuadas de análisis de datos según el problema A24
A25
A26
B2
B3
B7
Manejar las herramientas y entornos de trabajos más actuales en el ámbito del aprendizaje automático A24
A26
A28
C4

Contenidos
Tema Subtema
Introducción ¿Por qué Deep Learning?
Redes profundas con alimentación hacia delante Teorema de aproximación universal de las redes de neuronas.
Problema del desvanecimiento/explosión del gradiente.
Funciones de activación: funciones ReLU.
Aprendizaje basado en gradiente.
Regularización para redes profundas Términos de penalización basados en la norma de los parámetros.
Dropout.
Batch Normalization
Aumentación de datos.
Métodos de optimización para el entrenamiento de modelos profundos Descenso de gradiente estocástico (SGD)
Descenso de gradiente estocástico con Momentum
Algoritmos con paso de aprendizaje adaptativo
Métodos de aprendizaje de segundo orden
Estrategias de inicialización de los parámetros
Redes convolucionales Capas de convolución
Capas de Pooling
Arquitecturas
Transfer learning con redes preentrenadas
Residual neural networks (ResNet) Dense networks
Redes recurrentes Redes LSTM
Redes GRU
Autoencoders Autoenconders convolucionales
Denoising Autoencoders
Modelos probabilísticos/gráficos Redes bayesianas
Modelos de Markov
Redes de creencia profundas (Deep Belief Networks)
Aspectos avanzados del aprendizaje profundo Attention models
Modelos generativos profundos
AutoML

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Prácticas a través de TIC A24 A25 A26 A28 B3 B10 C1 16 16 32
Trabajos tutelados A16 A24 A25 A26 A1 A3 B2 B3 B7 B9 B10 C1 5 25 30
Prueba objetiva A24 A25 A1 A3 B7 3 21 24
Sesión magistral A24 A25 A26 A1 A3 B2 B3 B8 C4 21 42 63
 
Atención personalizada 1 0 1
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Prácticas a través de TIC Resolución de problemas prácticos mediante el uso de las distintas técnicas que se explicarán en las clases de teoría
Trabajos tutelados Elaboración, con la supervisión del profesor, de un proyecto en el que se apliquen las técnicas aprendidas en la asignatura para desarrollar un proyecto de análisis de datos con aprendizaje automático
Prueba objetiva Prueba de evaluación escrita en la que el/la estudiante deberá demostrar los conocimientos adquiridos en la asignatura
Sesión magistral Impartición teórica de la materia de la asignatura. Se alternarán la exposición de nuevos conceptos teóricos con la revisión de ejemplos y la resolución de ejercicios

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas a través de TIC
Trabajos tutelados
Descripción
El profesor guiará el proceso de resolución de los problemas y solventará las dudas que surjan en el desarrollo.

La resolución de dudas y cuestiones tendrá lugar durante las horas de clase o en las horas establecidas como tutorías de cada profesor.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas a través de TIC A24 A25 A26 A28 B3 B10 C1 Esta parte se corresponderá con la evaluación continua de las prácticas. En la evaluación se tendrá en cuenta la completitud de los trabajos realizados durante las horas presenciales, así como su entrega en tiempo y forma, así como los conocimientos adquiridos. 15
Trabajos tutelados A16 A24 A25 A26 A1 A3 B2 B3 B7 B9 B10 C1 Las/los estudiantes deberán confeccionar y entregar proyectos de análisis de datos sobre problemas reales aplicando las técnicas de aprendizaje automático aprendidas en la asignatura. Los mencionados proyectos deberán ir acompañados de una memoria en la que se explique la solución propuesta y se justifiquen las decisiones de diseño tomadas. 35
Prueba objetiva A24 A25 A1 A3 B7 En el periodo de evaluación se realizará una prueba de conocimientos teóricos y de resolución de problemas prácticos para evaluar la adquisición de las competencias por parte del alumno. 50
 
Observaciones evaluación
La/el estudiante deberá obtener una nota mínima de 4 sobre 10 puntos en la prueba objetiva y una nota mínima de 4 sobre 10 puntos en los trabajos tutelados. De no alcanzar esta nota mínima en alguno de dichos apartados, la nota de la materia será la menor de las dos. Cumplidos estos mínimos, se deberá alcanzar una nota mínima de 5 sobre 10 para superar la asignatura.

Las entregas correspondientes a todos los trabajos tutelados en las fechas indicadas es obligatoria para aprobar la asignatura.

Un/una estudiante se considerará presentado/a en una convocatoria si hace entrega de los trabajos tutelados o si se presenta a la prueba objetiva.

El trabajo entregado deberá ser original del/de la estudiante. De acuerdo al artículo 14, apartado 4, de la normativa*, la entrega de trabajos no originales o con partes duplicadas (sea por copias entre compañeros o por obtención de otras fuentes...) llevará una nota global de SUSPENSO en la convocatoria correspondiente, tanto para el/la estudante que presente material copiado como a quien lo haya facilitado, invalidando calquier otra calificación obtenida en las actividades evaluables.

* Normativa de evaluación, revisión y reclamación de las calificaciones de los estudios de grado y máster universitario, aprobada por el Consejo de Goberno de la Universidade da Coruña el 19 de diciembre de 2013.

Sobre la responsabilidad compartida de los traballos en grupo. 
En las actividades que se llevan a cabo en grupos, tales como los trabajos tutelados, todos los miembros del grupo serán responsables solidarios del trabajo realizado y entregado, así como de las consecuencias que se deriven del incumplimiento de las normas de autoría del mismo. 

Segunda oportunidad y convocatorias posteriores
En la segunda oportunidad, se mantiene la nota obtenida en los trabajos tutelados. Aquellos/as estudiantes que tengan que incurrir en esta oportunidad deberán realizar la prueba objetiva con los mismos criterios de evaluación que en la primera oportunidad. Opcionalmente, con respecto a las prácticas, se habilitará una entrega adicional para un trabajo. La calificación de este trabajo sustituirá a la nota de los trabajos tutelados de la primera oportunidad. La entrega de un nuevo trabajo implica la pérdida de la calificación anterior independientemente de que ésta fuera superior. La parte correspondiente a las prácticas de laboratorio no se podrá recuperar ya que es fruto de la evaluación continua del trabajo durante los créditos de la materia.

En caso de suspender la asignatura, los trabajos tutelados con nota igual o superior a 5 se guardarán para cursos posteriores con calificación de aprobado (5). En cada curso, el/la estudiante tendrá la opción de entregar un nuevo trabajo tutelado que sustituirá la nota de la anterior. Los trabajos no se guardarán más de un curso. 

Matrícula con dispensa académica
Para estudiantes con matrícula con dispensa académica los trabajos tutelados deberán entregarse en las fechas establecidas. Es responsabilidad de dichos/as estudiantes poner en conocimiento del profesor su circunstancia.

Tutorías
A mayores, las tutorias se consideran una parte importante dentro del desarrollo de la asignatura. Están orientadas de tal manera que las/los estudiantes tengan y/o puedan consultar distintas cuestiones como: 
1. Posibilidades de desarrollo profesional 
2. Problemas en el desarrollo de las prácticas 
3. Maneras de enfocar/organizar las prácticas 
4. Resolución de dudas sobre las cuestiones teóricas.

Se pedirá a las/los estudantes que soliciten cita a los/las profesores/as responsables para realizar videollamadas por Teams o reuniones presenciales dentro de los horarios de tutorías del profesorado establecido en espazos.udc.es.


Fuentes de información
Básica Ian Goodfellow, Yoshua Bengio, Aaron Courville (2016). Deep Learning. MIT Press
François Chollet (2018). Deep Learning with Python. Manning Publications
Daphne Koller, Nir Friedman (2009). Probabilistic Graphical Models Principles and Techniques. MIT Press

Complementária Aston Zhang, Zachary C. Lipton, Mu Li, Alexander J. Smola (2021). Dive in Deep Learning . Ebook
Eugene Charniak (2019). Introduction to Deep Learning. A project-based guide to the basics of deep learning. MIT Press

El libro Dive in Deep Learning se puede obtener gratuitamente en http://d2l.ai/


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Aprendizaje Automático I/614G02019
Álgebra Lineal/614G02001
Cálculo Multivariable/614G02006
Probabilidad y Estadística Básica/614G02003

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario
Aprendizaje Automático III/614G02026
Procesamiento de Imagen, Vídeo y Audio/614G02028
Lenguaje Natural y Minería de Textos/614G02043

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