Modelo matemático de aprendizado de máquina


(Uso do algoritmo Perceptron no campo da inteligência artificial do aprendizado supervisionado)

Exemplo:

Dado um conjunto de dados linearmente separáveis em 2 dimensões por uma reta,
ajustar a reta até que torne os dados perfeitamente separáveis.
Dados não classificados Dados Classificados Matriz dos dados

Formula:

h(x)=sign((\sum_{i=1}^d w_i x_i)+b)

onde:

Saida:

s;&space;: vetor de saída

Entrada:

x_1,...,x_n;&space;são dados de coletados e trnsformados em 1 e -1 da entrada.

sign = \left \{ \begin{matrix} +1, & \mbox{se }sign>0 \quad indica \quad presença \quad de \quad uma \quad caracteristica \mbox{ } \\ -1, & \mbox{se }sign<0 \quad indica \quad ausencia \quad de \quad caracteristicas \mbox{ } \end{matrix} \right

Parâmetros:

w_1,...,w_n \quad :s\tilde{a}o \quad pesos \quad a \quad serem \quad ponderados (s\tilde{a}o \quad parametros \quad a \quad serem \quad treinados).

d:significa dimensão ou seja números de planos lineares

b: desloca a reta da origem (bias- significa o limite em que a reta será inclinada). Se b=0 a reta esta na origem.

Algoritimo de aprendizado:

    Importante:
  1. iniciar os pesos com valores randomicos e pequenos ou iguais a zero;
  2. aplicar um padrão com seu respectivo valor desejado de saída t_j&space;" > e verificar a saída da rede s_j&space;" >;
  3. calcula o erro na saída E_j&space;=&space;t_j&space;-&space;s_j" >;
  4. se E_j&space; = 0, volta ao passo 2;
    se E_j&space; ≠ 0, atualiza os pesos: ∆ w_i_j&space;= η x_iE_j;&space;
  5. volta ao passo 2.

Processo de aprendizado:

Exemplo:

Dados de entrada

x

Parametros

w

b

Resultados

Implementação em python:

Dados Teste

Resultado

Referências:

  1. Abu-Mostafa,.... Learning from data. A short course
  2. https://pt.wikipedia.org/wiki/Ajuda:Guia_de_edição/Fórmulas_TeX
  3. pt.wikibooks.org/wiki/Ajuda:Marcação_TeX#Sintaxe
  4. codigo de caracteres html5 editor de formulas
  5. latex

Uso do latex:

  • x\in\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{R}\sub\mathbb{C}
  • {\color{Blue}x^2}+{\color{YellowOrange}2x}-{\color{OliveGreen}1}
  • ƒn=ƒn-1+ƒn-2 onde ƒ0=1 e ƒ1=1