Artificial Intelligence and Machine Learning
Formulario della materia 47 definizioni e teoremi in una pagina
Argomenti
1Introduzione e agenti intelligenti
2Algoritmi di ricerca
- Ricerca nello spazio degli stati - formulazione dei problemi e ricerca non informata
- Ricerca informata - greedy best-first, A* ed euristiche
Esercizi svolti
- Esercizio - Algoritmi di ricerca in Python con Problem, Node e best-first search (laboratorio 3)
- Esercizio - Confronto degli algoritmi di ricerca con CountCalls, report e grafici (laboratorio 3)
- Esercizio - Euristiche ammissibili (esempio d'esame 2)
- Esercizio - Euristiche dell'8-puzzle e fattore di diramazione effettivo (slide del corso)
- Esercizio - Formulazione delle 8 regine, hill climbing e simulated annealing (slide del corso)
- Esercizio - Programmazione a oggetti in Python - listino, carrello, copie e ristorante (laboratorio 2)
- Esercizio - Ricerca di costo uniforme, greedy e A* sulla mappa della Romania (slide del corso)
- Esercizio - Route finding sulla Romania e pancake sorting con euristica del gap (laboratorio 3)
3Logica (corso da 9 CFU)
- Agenti logici e logica proposizionale - inferenza e risoluzione
- Logica del primo ordine - unificazione, forward e backward chaining
- Prolog - fatti, regole, ricorsione, liste e cut
Esercizi svolti
- Esercizio - Conversione in CNF e risoluzione proposizionale (slide del corso)
- Esercizio - Forma normale congiuntiva dell'equivalenza con una disgiunzione (esempio d'esame 2)
- Esercizio - Logica proposizionale e logica del primo ordine a confronto (esempio d'esame 1)
- Esercizio - Prolog - aritmetica, ricorsione e liste (laboratorio 4)
- Esercizio - Prolog - cut e negazione come fallimento (laboratorio 4)
- Esercizio - Prolog - fatti, regole e alberi SLD (laboratorio 4)
- Esercizio - Query Prolog con lookfor e islocated (esempio d'esame 1)
- Esercizio - Risoluzione, forward e backward chaining sul caso Criminal West (slide del corso)
- Esercizio - Tabelle di verità, equivalenze e model checking (slide del corso)
- Esercizio - Unificazione e conversione in CNF nel primo ordine (slide del corso)
4Incertezza e reti bayesiane
- Incertezza - probabilità, regola di Bayes e indipendenza condizionata
- Reti bayesiane - semantica, indipendenze e inferenza esatta
- Inferenza approssimata nelle reti bayesiane - campionamento
- Ragionamento probabilistico nel tempo - catene di Markov, HMM, filtraggio e smoothing
- Apprendimento delle reti bayesiane - parametri e struttura
Esercizi svolti
- Esercizio - Campionamento - rejection sampling e likelihood weighting sulla rete sprinkler (slide del corso)
- Esercizio - Diagnosi COVID con la regola di Bayes (laboratorio 5)
- Esercizio - Eliminazione di variabili nella rete burglary (slide del corso)
- Esercizio - Epidemia di colera di Broad Street (laboratorio 5)
- Esercizio - Filtraggio e smoothing nell'ombrello con la nuova versione di pomegranate (materiale supplementare del laboratorio 6)
- Esercizio - Filtraggio in un HMM - il bambino e il pannolino (slide del corso)
- Esercizio - Filtraggio nell'ombrello con pomegranate (laboratorio 6)
- Esercizio - Inferenza per enumerazione nella rete burglary (slide del corso)
- Esercizio - Prior sampling sulla rete burglary (laboratorio 6)
- Esercizio - Probabilità dai dati - voti e meteo di Padova (laboratorio 5)
- Esercizio - Pseudocodice del rejection sampling (esempio d'esame 1)
- Esercizio - Rete bayesiana dell'offerta di lavoro e intervento do (esempio di forma d'esame)
- Esercizio - Rete sprinkler per enumerazione e variable elimination (laboratorio 5)
5Inferenza causale (corso da 9 CFU)
- Inferenza causale - modelli causali strutturali e scala della causalità
- Interventi e operatore do - criterio backdoor e aggiustamento
- Controfattuali e scoperta causale
Esercizi svolti
- Esercizio - Aggiustamento backdoor con un confondente non osservato e con un collider (slide del corso)
- Esercizio - Aggiustamento front-door ed effetto del fumo sul cancro (laboratorio 8)
- Esercizio - Algoritmo PC sul grafo con cinque variabili (slide del corso)
- Esercizio - Cammini backdoor e insiemi di aggiustamento validi (laboratorio 8)
- Esercizio - Controfattuali di Joe e della tabella di U (slide del corso)
- Esercizio - Effetto causale della pioggia con pyAgrum (esempio sprinkler)
- Esercizio - Effetto causale di pioggia e irrigatore sul prato bagnato (laboratorio 7)
- Esercizio - Effetto causale medio della medicina con il criterio backdoor (esempio d'esame 1)
- Esercizio - Modello causale strutturale e insiemi backdoor (esempio d'esame 2)
- Esercizio - Paradosso di Simpson con pyAgrum (laboratorio 7)
- Esercizio - Paradosso di Simpson ed effetto causale della medicina (slide del corso)
- Esercizio - Rete causale con CausalGraphicalModels, cammini backdoor e insiemi validi (esempio d'esame 2)
6Processi decisionali di Markov
Esercizi svolti
- Esercizio - MDP con pymdptoolbox, matrici di transizione e ricompensa (esempio d'esame 2)
- Esercizio - MDP con value iteration, policy iteration e Q-learning (laboratorio 9)
- Esercizio - Policy iteration sul mondo 4x3 (slide del corso)
- Esercizio - Quiz a domande crescenti e utilità degli stati (slide del corso)
- Esercizio - Utilità attesa, maximax e maximin (laboratorio 9)
- Esercizio - Utilità attesa, MEU, maximax e maximin (esempio d'esame 1)
- Esercizio - Value iteration di Mario nel grid world (esempio d'esame 2)
- Esercizio - Value iteration sul mondo 4x3 (slide del corso)
7Machine learning e deep learning
- Apprendimento automatico nell'IA - supervisionato, SVM e valutazione
- Deep learning - reti profonde, CNN e addestramento con Keras
Esercizi svolti
- Esercizio - Albero di decisione sul ristorante - guadagno d'informazione e potatura (slide del corso)
- Esercizio - Architetture di reti neurali e proprietà (esempio d'esame 1)
- Esercizio - Bias e varianza nella valutazione delle ipotesi (esempio d'esame 1)
- Esercizio - CNN con Keras per cinque classi (esempio d'esame 2)
- Esercizio - CNN su CIFAR-10 con Keras (laboratorio 11)
- Esercizio - Dimensioni dei tensori di una CNN con minibatch (esempio d'esame 2)
- Esercizio - Gradient descent, batch GD, SGD e minibatch SGD (esempio d'esame 2)
- Esercizio - Programma scikit-learn per una SVM con kernel RBF (esempio d'esame 1)
- Esercizio - Ricerca del miglior C per una SVM lineare sul dataset digits (laboratorio 10)
- Esercizio - SVM con tre kernel sul dataset iris (laboratorio 10)