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計算知能特論
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| Instructor(s) |
狩野均，亀山啓輔，酒井宏，佐久間淳
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| (kanoh, keisuke.Kameyama, sakai, jun) at cs.tsukuba.ac.jp | |
| URL | |
| Office hours |
狩野 ：水曜15:00-16:00， 亀山 ：水曜15:00-17:00 酒井 ：火曜16:00-17:00， 佐久間：水曜15:00-16:00 |
| Cource# | 01CH606, 01CJ225 |
| Area | 知能情報工学 |
| Course style | 主に講義 |
| Term | 春AB |
| Period | 木3,4 |
| Room# | 3B303 |
| Outline | 知覚・認識・知能・学習といった，計算知能に関する大 学院レベルのトピックスを初学者向けに講義する。具体 的には，生体で行われる知覚・認識といった計算，神経 細胞と数学的モデル，学習と汎化，サポートベクトルマ シン、オンライン学習といった機械学習，進化計算と いった知能計算，などを概説する。 |
| Keywords | |
| Prerequisites | データ構造とアルゴリズム，解析，線形代数，確率統計 の基礎的な知識 |
| Course plan |
・計算神経科学 (1) 大脳生理学の基礎： 皮質経路、活動電位、シナプ ス (2) 神経活動の情報論： Integrate-and-fire neuron、Population analysis、 Spike train、Representation、Natural image statistics (3) 遺伝の概念： 遺伝情報、発現 ・ニューラルネットワークと機械学習 (1) 数学的準備: ベクトル解析，ベイズの定理，線形 逆問題と正則化，回帰 (2) 神経細胞と数学的モデル: パーセプトロンと学 習、多層パーセプトロンと学習、Radial Basis Function Network (3) 学習と汎化： Bias-variance、正則化、モデル選 択、過学習、Cross validation (4) 学習とカーネル： 二乗損失とフーバー損失、凸最 適化、サポートベクトルマシン (5) オンライン学習： オンライン予測と後悔(regret) 基準, 指数的重み付け法, オンライン教師付学習 ・遺伝的アルゴリズムと進化計算 (1) 遺伝的アルゴリズム(GA)の基礎： 進化論とGA、遺 伝的操作、スキーマ定理、GAの改良 (2) 遺伝的アルゴリズムの応用： 共進化GAと戦略の進 化、アルゴリズムの進化、時系列データの予測 (3) 遺伝的アルゴリズムの拡張： 部分解に基づくGA、 ラマルク進化論に基づくGA、知識を利用したGA (4) 進化計算： 進化計算とは、進化戦略、多目的最適 化と進化計算 |
| Textbook | 必要に応じて講義資料をMoodleに掲示する。 |
| References |
[大脳生理学・計算神経科学] 視覚学会編「視覚認知情報処理ハンドブック」朝倉書 店 2000 J. H. Nicholls, et al. 「ニューロンから脳へ」広 川出版 2000 T. P. Trappenberg, Fundamentals of Computational Neuroscience, Oxford press 2010 S. E. M. "Principles of Neural Science" McGrawhill 2000 E. T. Rolls & G. Deco "Computational Neuroscience of Vision" Oxford press 2002． [教師付き学習とニューラルネットワーク] C. Bishop, Neural networks for pattern recognition, Oxford Univ. Press 1995、 Haykin, Neural networks - A comprehensive foundation - Prentice Hall 1998 F. M. Ham, I. Kostanic, Principles of neurocomputing for science and engineering, McGraw-Hill, 2001 C. Bishop, Pattern recognition and machine learning, Springer 2006 (邦訳あり) 熊沢逸夫、学習とニューラルネットワーク、森北出 版． [進化計算] D. E. Goldberg, Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley 1989 メラニ−・ミッチェル、遺伝的アルゴリズムの方 法、東京電機大学出版局. その他、随時紹介する。 |
| Evaluation | 授業中の質疑応答、演習、レポートの成績により評価す る。 |
| TF / TA | シャトブリ フセム |