{"id":1057,"date":"2021-04-01T10:55:08","date_gmt":"2021-04-01T08:55:08","guid":{"rendered":"http:\/\/dottorati.unica.it\/dotticar\/?p=1057"},"modified":"2021-04-01T20:45:43","modified_gmt":"2021-04-01T18:45:43","slug":"introduzione-al-machine-learning-con-applicazioni-allingegneria-civile-e-ambientale-analisi-territoriale-e-architettura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dottorati.unica.it\/dotticar\/introduzione-al-machine-learning-con-applicazioni-allingegneria-civile-e-ambientale-analisi-territoriale-e-architettura\/","title":{"rendered":"Introduzione al machine learning, con applicazioni all&#8217;ingegneria civile e ambientale, analisi territoriale e architettura"},"content":{"rendered":"<p><em>Corso<br \/>\n<\/em>Inizio 6 aprile 2021<em><br \/>\n<\/em>Docente: Giuseppe Andrea Trunfio, DADU, Universit\u00e0 degli Studi di Sassari<!--more--><\/p>\n<p><strong>Corso<\/strong><br \/>\n<strong>Docente: prof. <a href=\"https:\/\/edadu.uniss.it\/course\/view.php?id=279\">Giuseppe Andrea Trunfio<\/a>, DADU, Universit\u00e0 degli Studi di Sassari<\/strong><\/p>\n<p>Durata: 20 ore<\/p>\n<p>Data d&#8217;inizio: 6 aprile 2021, ore 15-17.<\/p>\n<p>Le lezioni si terranno con cadenza settimanale, di norma di marted\u00ec dalle 15:00 alle 17:00, con possibilit\u00e0 di concordare variazioni a seconda delle esigenze.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-large wp-image-1058\" src=\"http:\/\/dottorati.unica.it\/dotticar\/files\/2020\/01\/IA-e-machine-learning-1024x576.jpg\" alt=\"\" width=\"695\" height=\"391\" srcset=\"https:\/\/dottorati.unica.it\/dotticar\/files\/2020\/01\/IA-e-machine-learning-1024x576.jpg 1024w, https:\/\/dottorati.unica.it\/dotticar\/files\/2020\/01\/IA-e-machine-learning-300x169.jpg 300w, https:\/\/dottorati.unica.it\/dotticar\/files\/2020\/01\/IA-e-machine-learning-768x432.jpg 768w, https:\/\/dottorati.unica.it\/dotticar\/files\/2020\/01\/IA-e-machine-learning.jpg 1920w\" sizes=\"auto, (max-width: 695px) 100vw, 695px\" \/><\/h3>\n<h3>Sunto del corso<\/h3>\n<p>Il machine learning include una variet\u00e0 di tecniche che consentono ai computer di automatizzare la costruzione di modelli dai dati, con un intervento umano ridotto al minimo. Si tratta di un campo che si \u00e8 rapidamente sviluppato negli ultimi anni grazie alla crescita della disponibilit\u00e0 di dati accessibili ai computer, all\u2019aumentata potenza di elaborazione e capacit\u00e0 di memorizzazione, nonch\u00e9 ai continui progressi nel campo degli algoritmi. In questo corso, verranno introdotti i pi\u00f9 importanti concetti e algoritmi alla base del machine learning, illustrandone i limiti e le potenzialit\u00e0, con particolare riferimento ad applicazioni di interesse per l\u2019ingegneria civile e ambientale, l\u2019architettura e l\u2019analisi territoriale.<\/p>\n<p><em><strong>\u00c8 consigliata una conoscenza operativa d\u2019uso del software R.<\/strong><\/em><\/p>\n<h3>Descrizione<\/h3>\n<p>Il machine learning include una variet\u00e0 di tecniche che consentono ai computer di automatizzare la costruzione di modelli dai dati, con un intervento umano ridotto al minimo. Si tratta di un campo che si \u00e8 rapidamente sviluppato negli ultimi anni grazie alla crescita della disponibilit\u00e0 di dati accessibili ai computer, all\u2019aumentata potenza di elaborazione e capacit\u00e0 di memorizzazione, nonch\u00e9 ai continui progressi nel campo degli algoritmi. I recenti successi nelle applicazioni del machine learning hanno poi favorito la tendenza a raccogliere ancora pi\u00f9 dati, per elaborare i quali vengono rese disponibili sempre maggiori potenze di calcolo. Il machine learning ci ha recentemente portato anche alle auto a guida automatica, a straordinari miglioramenti nella visione artificiale, ad avanzati strumenti basati sul riconoscimento vocale e della scrittura. Le applicazioni riguardano innumerevoli altri campi, e includono un notevole miglioramento della conoscenza del genoma umano, la scoperta di sequenze genetiche legate ad alcune malattie, l\u2019identificazione di aree urbane in cui \u00e8 pi\u00f9 probabile l&#8217;attivit\u00e0 criminale, l\u2019identificazione automatica delle transazioni fraudolente con carta di credito, l\u2019ottimizzazione del consumo di energia nelle case e negli uffici, le applicazioni della domotica, oltre alla segmentazione dei potenziali clienti per inviare loro pubblicit\u00e0 mirata. Una tendenza di ricerca particolarmente interessante \u00e8 poi quella del machine learning a supporto della modellistica, ad esempio nel campo dell\u2019ingegneria, che vede la realizzazione di diversi tipi di sinergie tra approcci tipicamente di data science e tradizionali approcci modellistici basati sulla teoria. Si pu\u00f2 affermare che virtualmente in ogni campo scientifico \u00e8 ormai possibile ipotizzare potenziali avanzamenti basati sulle tecniche di machine learning. In questo corso, verranno introdotti i pi\u00f9 importanti concetti e algoritmi alla base del machine learning, illustrandone i limiti e le potenzialit\u00e0, con particolare riferimento ad applicazioni di interesse per l\u2019ingegneria civile e ambientale, l\u2019architettura e l\u2019analisi territoriale. Le lezioni sono rivolte a laureati in possesso delle basi matematiche e competenze informatiche tipiche dei laureati in ingegneria ed architettura. Durante le attivit\u00e0 si user\u00e0 il noto ambiente R per il calcolo statistico al fine di sperimentare le tecniche oggetto di studio.<\/p>\n<p><em><strong>\u00c8 consigliata una conoscenza operativa d\u2019uso del software R.<\/strong><\/em><\/p>\n<h3>Agromenti<\/h3>\n<ul>\n<li>Apprendimento automatico: reperimento e conservazione dei dati; astrazione, rappresentazione della conoscenza e modelli; generalizzazione e creazione di conoscenza; valutazione del processo di apprendimento, bias e overfitting. Machine learning in pratica: fasi del processo di apprendimento automatico; tipi di dati, unit\u00e0 di osservazione, istanze e features; obiettivi dell\u2019apprendimento e tipi di algoritmi. Introduzione a R: elementi di sintassi, strutture di dati (vettori, fattori, liste, data frames, matrici ed array); gestione dei dati; uso di librerie. Elementi di analisi esplorativa dei dati. Data cleaning (valori mancanti, dati duplicati, errori e outliers)<\/li>\n<li>Lazy learners, classificatore k-nearest neighbours; calcolo delle distanze; normalizzazione dei dati; classificatori Bayesiani; alberi di decisione, regole di classificazione e relativi algoritmi. Preparazione di train e test set in R. Applicazioni in R (preparazione dei dati; training; valutazione e miglioramento dei modelli).<\/li>\n<li>Cenno sui metodi basati su kernel e classificazione basata su Support Vector Machines. Regressione lineare semplice e multipla; regressione logistica; alberi di regressione e relativi algoritmi; esempi di applicazioni in R (preparazione dei dati; training; valutazione e miglioramento dei modelli)<\/li>\n<li>Reti neurali artificiali e deep learning: Single Layer Perceptron Model; Multilayer Perceptron Model; Convolutional Neural Networks; Autoencoders. Esempi di applicazioni in R.<\/li>\n<li>Recurrent Neural Networks e Long Short-Term Memory. Modellazione di serie temporali. Esempi di applicazioni in R.<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Lezione aperta conclusiva<br \/>\n<\/strong>Il corso si concluder\u00e0 con una lezione aperta, rivolta anche al pubblico che non ha frequentato il corso, e presenter\u00e0 i pi\u00f9 interessanti e recenti sviluppi del machine learning, con particolare riferimento al deep learning. Preliminarmente, una introduzione generale fornir\u00e0 un inquadramento storico e alcuni elementi di base sulle metodologie di maggior successo. Quindi, saranno illustrate alcune direzioni di ricerca che appaiono rilevanti per le potenziali applicazioni nel campo l\u2019ingegneria civile e ambientale, l\u2019architettura e l\u2019analisi territoriale. Nel corso della discussione, saranno evidenziate le potenzialit\u00e0 e le limitazioni delle attuali tecniche di machine learning.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Contatti<\/h3>\n<p>Giuseppe Andrea Trunfio &#8211; trunfio@uniss.it<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Modalit\u00e0 di iscrizione<\/h3>\n<p>Per iscriversi compilare il <a href=\"https:\/\/forms.office.com\/Pages\/ResponsePage.aspx?id=zHT6azT-V02X05f9bg7e4YSK2zuFZU1OuPWAmO-jPNxUMzI1RUtTNlBFOThGOFhEUDFWTDBFMDZLVi4u\">modulo di iscrizione<\/a>.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3><strong>Materiali messi a disposizione<\/strong><\/h3>\n<ul>\n<li>Diapositive del corso<\/li>\n<li>Codice R e dataset di esempio<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3><strong>Bibliografia e riferimenti Web<\/strong><\/h3>\n<ul>\n<li>Ethem Alpaydin, <em>Machine Learning: The New AI<\/em>. The MIT Press Essential Knowledge Series. 2016<\/li>\n<li>Shai Shalev-Shwartz, Shai Ben-David, <em>Understanding Machine Learning &#8211; From Theory to Algorithms<\/em>, Oxford University Press, 2014<\/li>\n<li>Terrence J. Sejnowski, <em>The Deep Learning Revolution<\/em>, The MIT Press, London, 2018<\/li>\n<li>Ian Goodfellow, Yoshua Bengio, Aaron Courville, <em>Deep Learning<\/em>, The MIT Press, London, 2016 (<a href=\"https:\/\/www.deeplearningbook.org\/\">https:\/\/www.deeplearningbook.org\/<\/a>)<\/li>\n<li>Jon Krohn, Beyleveld Grant, Bassens Agla\u00e9, <em>Deep Learning Illustrated: A Visual, Interactive Guide to Artificial Intelligence<\/em>, First Editon, AddisonWesley Professional, 2019 (<a href=\"https:\/\/www.deeplearningillustrated.com\/\">https:\/\/www.deeplearningillustrated.com\/<\/a>)<\/li>\n<li>Aston Zhang, Zachary C. Lipton, Mu Li, and Alexander J. Smola, <em>Dive into Deep Learning<\/em>, (<a href=\"https:\/\/d2l.ai\/\">https:\/\/d2l.ai\/<\/a>)<\/li>\n<li>Brett Lantz, <em>Machine Learning with R &#8211; Third Edition<\/em>, Packt Publishing. 2019<\/li>\n<li>Fran\u00e7ois Chollet, J. J. Allaire, <em>Deep Learning with R<\/em>, Manning, 2018<\/li>\n<li>Yuxi (Hayden) Liu,Pablo Maldonado, <em>R Deep Learning Projects<\/em>, Packt Publishing, 2018<\/li>\n<li>Cathy O&#8217;neil, <em>Armi di Distruzione Matematica &#8211; Come i Big data, aumentano la disuguaglianza e minacciano la democrazia<\/em>, Bompiani, 2017<\/li>\n<li>Ed Finn, <em>Che cosa vogliono gli algoritmi? L&#8217;immaginazione nell&#8217;era dei computer<\/em>, Einaudi, 2018<\/li>\n<li>Dominique Cardon, <em>Che cosa sognano gli algoritmi. Le nostre vite al tempo dei big data<\/em>, Mondadori, 2016<\/li>\n<li>Domenico Talia, La societ\u00e0 calcolabile e i big data. Algoritmi e persone nel mondo digitale Rubettino, 2018<\/li>\n<li>Domenico Talia, Big Data And The Computable Society: Algorithms And People In The Digital World, World Scientific, 2019<\/li>\n<li>Judea Pearl, Dana Mackenzie, <em>The Book of Why: The New Science of Cause and Effect<\/em>, 2019<\/li>\n<\/ul>\n<div class=\"ms-editor-squiggler\" style=\"color: initial;font: initial;background: initial;background-blend-mode: initial;border: initial;border-radius: initial;border-collapse: initial;caption-side: initial;clear: initial;columns: initial;column-fill: initial;column-rule: initial;column-span: initial;cursor: initial;flex: initial;flex-flow: initial;float: initial;height: 0px;letter-spacing: initial;margin: initial;max-height: initial;max-width: initial;min-height: initial;min-width: initial;overflow: initial;padding: initial;text-align: initial;text-decoration: initial;text-indent: initial;text-transform: initial;vertical-align: initial;border-spacing: initial;width: 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