ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND MACHINE LEARNING

Obiettivi formativi

Obiettivi generali: Conoscenza dei principali scenari applicativi di interesse nell'analisi di collezioni di dati appartenenti a spazi euclidei o non di elevata dimensionalità. Conoscenza e comprensione dei principali problemi metodologici e di analisi posti dalla dimensione crescente dei dati. Conoscenza delle principali tecniche di soluzione e dei principali strumenti a disposizione per implementarle. Comprensione degli aspetti teorici e fondazionali delle principali tecniche per l'analisi di collezioni di dati di grandi dimensioni Capacità di tradurre le nozioni acquisite in programmi per la soluzione di problemi specifici. Conoscenza delle principali tecniche di valutazione e loro applicazione a scenari specifici. Obiettivi specifici: Capacità di: - individuare le tecniche più adatte a un problema di analisi di dati ad elevata dimensionalità; - implementare la soluzione proposta, individuando gli strumenti più adatti a raggiungere lo scopo tra quelli disponibili; - progettare e realizzari scenari sperimentali per valutare le soluzioni proposte in condizioni realistiche; Conoscenza e comprensione: - conoscenza dei principali scenari applicativi; - conoscenza delle principali tecniche di analisi; - comprensione dei presupposti teorici e metodologici alla base delle tecniche principali - conoscenza e comprensione delle principali tecniche e indici di valutazione delle prestazioni Applicare conoscenza e comprensione: - essere in grado di tradurre esigenze applicative in problemi concreti di analisi dei dati; - essere in grado di identificare gli aspetti del problema, se presenti, che potrebbero rendere la dimensione (o dimensionalità) dei dati un fattore critico; - essere in grado di individuare le tecniche e gli strumenti più adatti alla soluzione dei problemi concreti di cui sopra; - essere in grado di stimare a priori, almeno qualitativamente, la scalabilità delle soluzioni proposte; Capacità critiche e di giudizio: Essere in grado di valutare, anche sperimentalmente, l'efficacia, l'efficienza e la scalabilità delle soluzioni proposte Capacità comunicative: Essere in grado di descrivere in modo efficace le specifiche di un problema e di comunicare ad altri le scelte adottate e le motivazioni sottostanti a tali scelte. Capacità di apprendimento: Il corso consentirà lo sviluppo di capacità di approfondimento autonomo su argomenti del corso o ad essi correlati. Metterà lo studente nelle condizioni di individuare e consultare in modo critico manuali avanzati o letteratura scientifica per affrontare scenari nuovi oppure per applicare tecniche alternative a scenari noti.

Canale 1
FABIO PATRIZI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Artificial Intelligence (6CFU) Introduction to Artificial Intelligence Propositional Logic Propositional formulas and knowledge-bases Evaluation (Model Checking), Satisfiability, Validity, Logical Implication Tableaux DPLL, SAT solvers First-Order Logic Evaluation in First-Order Logic Reasoning in First-Order Logic Tableaux Incomplete information and Conjunctive Queries Reasoning about Actions Modeling dynamics of the domain of interest Deliberating and executing actions Action Preconditions, Effects, the Frame Problem, Situation Calculus: Precondition Axioms, Successor State Axioms Situation tree Regression Executability of sequences of actions and Projection (querying a situation resulting from action sequences execution) Planning in Deterministic Domains Deterministic Planning Domains STRIPS, ADL, Planning Domain Description Language (PDDL) Transition Systems Planning by backward fixpoint computations Planning by forward search, Heuristics, Best-first, A* Planning in Nondeterministic Domains (FOND) Nondeterministic Planning Domains PDDL with oneof operator Game Theoretic View Nondeterministic Planning by backward fixpoint computations Nondeterministic Planning by Adversarial Search, Search in AND-OR Graphs Machine Learning (3CFU): Introduction to Machine Learning Basics on Probability (Review) Supervised Learning: Linear Classification Linear Regression Neural Networks Unsupervised Learning Reinforcement Learning
Prerequisiti
Conoscenza di analisi moderazione e progettazione object-oriented, databases, and nozioni di base di probabilità, come studiate nei corsi precedenti.
Testi di riferimento
Artificial Intelligence: A Modern Approach, Global Edition, 4th Edition by Stuart Russell, Peter Norvig, Pearson 2020 (selected chapters). Reinforcement Learning: An Introduction, 2nd Edition by Richard S. Sutton and Andrew G. Barto. MIT Press, Cambridge, MA, 2018. (selected chapters). Deep Learning, by Ian Goodfellow, Yoshua Bengio and Aaron Courville, MIT Press, 2016. Knowledge in Action, by Raymon Reiter, MIT Press, 2001
Frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata.
Modalità di esame
L'esame include in due parti: un esame scritto su tematiche di Intelligenza Artificiale e un progetto di Machine Learning. La parte scritta consiste in 3/4 domande riguardo: - modellazione di un sistema dinamico - ragionamento sul sistema modellato (es., progressione o regressione) - ragionamento su conoscenza proposizionale o al prim'ordine (es. soddisfacibilità, validità o implicazione logica di formula/knowledge bases). La parte di progetto consiste nella presentazione e discussione di un progetto di Machine Learning, in cui alcune delle tecniche studiate durante il corso vengono combinate ed applicate.
Modalità di erogazione
La modalità di svolgimento è in presenza. Le lezioni vengono registrate e rese disponibili in modalità differita. Video con esercitazioni e lezioni di approfondimento vengono resi disponibili.
  • Codice insegnamento10599898
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoEngineering in Computer Science - Ingegneria Informatica
  • CurriculumCurriculum unico
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDING-INF/05
  • CFU9
  • Ambito disciplinareIngegneria informatica