Se brindará una introducción a las técnicas más utilizadas así como a algunas aplicaciones. Por José Octavio Gutiérrez

1. Dr. Octavio Gutiérrez
Introducción a
Machine Learning
Director de la Maestría en Ciencias en Computación
octavio.gutierrrez@itam.mx
Diciembre, 2020

2. Maestría en Ciencias en Computación
Machine Learning
“It would be useful if computers could learn from
experience and thus automatically improve their
efficiency” 1
“… is concerned with how to construct computer
programs that automatically improve …”2
1. Michie, D., Spiegelhalter, D. J., & Taylor, C. C. (1994). Machine learning. Neural and Statistical Classification, 13(1994), 1-298.
2. Mitchell, T. (1997) Machine Learning, McGraw Hill.

3. Maestría en Ciencias en Computación
Aprendizaje supervisado
A
A
AA
A
B
B
B
B
B
? Nueva
instancia
▪ Se tiene la clase que guía el proceso de aprendizaje.
▪ Requiere datos de cada clase.
▪ Features/características/atributos – estadísticas.

4. Maestría en Ciencias en Computación
Aprendizaje Supervisado: Clasificación
Imagen tomada de https://www.pixabay.com/

5. Maestría en Ciencias en Computación
Aprendizaje Supervisado: Regresión
Imagen tomada de https://stats.stackexchange.com/questions/365359/algorithms-to-model-non-linear-relationship-between-two-vectors

6. Maestría en Ciencias en Computación
Algoritmos de Aprendizaje de Máquina Supervisado
▪ Árboles de decisión
▪ Modelos Bayesianos
▪ Máquinas de Soporte Vectorial
▪ Redes Neuronales
▪ K vecinos más próximos/cercanos
Imagen tomada de https://www.freeimages.com/

7. Maestría en Ciencias en Computación
Redes neuronales
Imagen tomada de https://hoangtrinhj.com/epoch-vs-batch-size-vs-iterations

8. Maestría en Ciencias en Computación
K vecinos más próximos/cercanos
Imagen tomada de Bernal-de Lázaro, J. M., Prieto-Moreno, A., Llanes-Santiago, O., & García-Moreno, E. (2011). Estudio comparativo de clasificadores empleados
en el diagnóstico de fallos de sistemas industriales. Ingeniería Mecánica, 14(2), 87-98.
?

9. Maestría en Ciencias en Computación
Árboles de decisión
Gutierrez-Garcia, J. O., & Rodríguez, L. F. (2016). Social determinants of police corruption: toward public policies for the prevention of police
corruption. Policy Studies, 37(3), 216-235.

10. Maestría en Ciencias en Computación
Aprendizaje no supervisado
▪ NO se tiene la clase que guía el proceso de aprendizaje.
▪ El algoritmo tiene que encontrar la estructura subyacente.
▪ Se utiliza para determinar patrones/agrupamientos
K-means

11. Maestría en Ciencias en Computación
Algoritmos de Aprendizaje de Máquina No Supervisado
▪ K-means
▪ Conglomerados o Clusters
▪ Reglas de asociación
Imagen tomada de https://www.freeimages.com/

12. Maestría en Ciencias en Computación
• Extracción de reglas if-then con
base en significado estadístico.
Algoritmo predictivo Apriori
S. Castellanos, L.-F. Rodríguez, and J.O. Gutierrez-Garcia, "A Mechanism for Biasing the Appraisal Process in Affective Agents," Cognitive Systems Research, Vol. 58, 2019, pp. 351-365

13. Maestría en Ciencias en Computación
Selección de características/atributos
▪ Las características irrelevantes o parcialmente relevantes
pueden afectar negativamente el rendimiento del modelo.
▪ Técnicas simples: Correlación y Ganancia de Información

14. Maestría en Ciencias en Computación
Transformación y
Procesamiento de Variables
▪ Discretizar
▪ Atributos nominales a variables Dummy
▪ Reescalar uno o más atributos
▪ Estandarización

15. Trabajos realizados por estudiantes de la
Maestría en Ciencias en Computación
en el contexto de Machine Learning

16. Maestría en Ciencias en Computación
Predicción de precios de Máquinas Virtuales
en Cómputo en la Nube (Sánchez, 2018)
Long short-term memory neural networks
& Support Vector Machines
Algoritmos de Machine Learning:

17. Maestría en Ciencias en Computación
Justicia Algorítmica (García Bulle, 2019)
Imagen tomada de https://www.freeimages.com/
Algoritmo de Machine Learning:
Random forest

18. Maestría en Ciencias en Computación
Aprendizaje de Máquina con Privacidad
(Mejía, 2019)
Imágenes tomadas de https://www.freeimages.com/
Algoritmo de Machine Learning:
Regresión logística

19. Maestría en Ciencias en Computación
Lectura de comprensión (Mora, 2018)
Algoritmo de Machine Learning:
Random forest

20. Dr. Octavio Gutiérrez
Introducción a
Machine Learning
Director de la Maestría en Ciencias en Computación
octavio.gutierrrez@itam.mx
Diciembre, 2020
¡Gracias!