Přírodou inspirované algoritmy - cvičení

Cvičení k předmětu Přírodou inspirované algoritmy.

Na získání zápočtu bude potřeba vyřešit 3 domácí úkoly, které budou zadány v průběhu semestru.

1. Úvod

• úvod do syntaxe Pythonu
• seznámení se základními knihovnami (numpy, matplotlib, pandas)
• základy strojového učení
  1. s učitelem
  2. bez učitele
  3. zpětnovazební učení
• příklad: učení s učitelem (lineární regrese)

2. Zpětnovazební učení

• zpětnovazební učení, Q-učení
• příklad: OpenAI gym - MoutainCar

3. Evoluční algoritmy

• evoluční algoritmy, jednoduchý genetický algoritmus
• příklad: genetické algoritmy pro OneMax a součet podmnožiny
• knihovna deap pro OneMAx

4. Evoluční algoritmy - spojitá a kombinatorická optimalizace

• evoluční algoritmy, kombinatorické a spojité reprezentace jedinců a jejich genetické operátory
• příklad: genetický algoritmus pro minimalizaci Rastrigin funkce
• knihovna deap pro Rastrigin funkci

5. Evoluční algoritmy - genetické programování

• evoluční algoritmy, genetické programování
• příklad: genetické programování pro symbolickou regresi a pro klasifikaci (iris dataset)

6. Neuronové sítě

• jednoduchý perceptron, vícevrstevný perceptron
• příklad: jednoduchý perceptron (náhodná data), vícevrstevný perceptron (wine dataset)
• úvod do knhovny tensorflow

7. Radial Basics Functions a Rekurentní neuronové sítě

• Radial Basics Functions, rekurentní neuronové sítě
• příklad: RBF a k-means (iris dataset), RNN, klasifikace sekvencí, generování textu

8. Konvoluční sítě

• Konvoluční sítě
• příklad: MNIST, CIFAR10, konvoluční sít, matoucí vzory (MNIST), VGG16
• knihovna Tensorboard -- pro vizualizaci tensorflow

9. Neuroevoluce

• neuroevoluce, evoluce vah, struktury, vah i struktury najednou (NEAT)
• příklad: evoluce vah (iris), NEAT (iris)
• seznámení s neat-python knihovnou

10. Hluboké zpětnovazební učení

• hluboké Q učení
• příklad: hluboké Q učení (iris)

11. Rojové algoritmy

• optimalizace hejnem částic, mravenčí kolonie, včelí kolonie
• příklad: optimalizace hejnem částic (rastrigin funkce), mravenčí kolonie (problém obchodního cestujícího)

12. Umělý život

• celulární automaty, Convay's Game of Life, Langton's Ant, Tierra
• příklad: Celulární automaty, Convay's Game of Life, Langton's Ant

13. Zpracování přirozeného jazyka

• Natural language processing, Reading Comprehension, word2vec, strojový překlad
• příklad: strojový překlad pomocí RNN mezi čj a aj