Aines "Sissejuhatus informaatikasse" peetud tutvustav loeng masinõppest ja bioinformaatikast.

1. Masinõpe ja
bioinformaatika
Kaur Alasoo
Monday, November 30, 2009

2. Millest täna juttu
tuleb?
• Mis on masinõpe?
• Juhendamata ja juhendatud õppimine
• Näited masinõppe rakendustest
• Masinõpe ja bioinformaatika
Monday, November 30, 2009

3. Masinõpe on mustrite
otsimine andmetest
Autor: Federico Stevanin
Monday, November 30, 2009

4. Motiveeriv näide
Meil on eesti- ja ingliskeelsed laused:
Kas ma Eestit unes nägin?"
"Nägin lained laevu täis,"
"nägin viljarikast randa,"
"merehõlm ta ümber käis."
"I walk the silent, Christmas-snowy path,"
"that goes across the homeland in its suffering."
"At each doorstep I would like to bend my knee:"
"there is no house without mourning.”
Kuidas ennustada, mis keeles on kirjutatud uus
lause?
Monday, November 30, 2009

5. Millest täna juttu
tuleb?
• Mis on masinõpe?
• Juhendamata ja juhendatud õppimine
• Näited masinõppe rakendustest
• Masinõpe ja bioinformaatika
Monday, November 30, 2009

6. Kuidas
Juhendamata õppimine
Monday, November 30, 2009

7. Kuidas
Juhendamata õppimine
klasterdamine
Monday, November 30, 2009

8. Kuidas
Juhendamata õppimine
Monday, November 30, 2009

9. Kuidas
Juhendamata õppimine
erindite otsimine (outlier detetection)
Monday, November 30, 2009

10. Kuidas
Juhendatud õppimine
Monday, November 30, 2009

11. Kuidas
Juhendatud õppimine
klassifitseerimine
Monday, November 30, 2009

12. Kuidas
Juhendatud õppimine
klassifitseerimine
Monday, November 30, 2009

13. Kuidas
Juhendatud õppimine
klassifitseerimine
Monday, November 30, 2009

14. Kuidas
Juhendatud õppimine
klassifitseerimine
Monday, November 30, 2009

15. Kuidas
Juhendatud õppimine
klassifitseerimine
Monday, November 30, 2009

16. Mida tähendab aru saada?
Juhendatud õppimine
Monday, November 30, 2009

17. Mida tähendab aru saada?
Juhendatud õppimine
regressioon
Monday, November 30, 2009

18. Oluline on piirata otsitavate
Mida tähendab aru saada?
mustrite hulka
Monday, November 30, 2009

19. Oluline on piirata otsitavate
Mida tähendab aru saada?
mustrite hulka
?
Monday, November 30, 2009

20. Lineaarne regressioon
Oluline on piirata otsitavate
mustrite hulka
0.6
0.4
0.2
0.0
−0.2
−0.4
−0.6
−0.8
−1.0
−1.2
−1.0 −0.8 −0.6 −0.4 −0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
Monday, November 30, 2009

21. Õppimise kolm sammu
• Määrame huvipakkuvate mustrite hulga
• Määrame mustri headuse mõõdu
• Otsime parimat mustrit
Monday, November 30, 2009

22. Õppimise kolm sammu
• Määrame huvipakkuvate mustrite hulga
• Määrame mustri headuse mõõdu
• Otsime parimat mustrit
Selleks on vaja statistikat ja optimeerimist.
Monday, November 30, 2009

23. Oluline on kontrollida
mustrite olulisust
The Bible Code
Monday, November 30, 2009

24. Mõned ennustused
BIBLE CODE:GEN:3:6
JOE BIDEN - PRESIDENT - VICE
OBAMA'S CHOICE - SELECTION
BIBLE CODE 2: GEN:29:15
BARAK OBAMA - ASSASSINATION
GUNMAN - CONSPIRACY
(29. sept - 30. okt) TISHRI- HE WILL DIE
PANIC - SUBSTITUTE - REPLACEMENT
http://www.satansrapture.com/obama.htm
Monday, November 30, 2009

25. Millest täna juttu
tuleb?
• Mis on masinõpe?
• Juhendamata ja juhendatud õppimine
• Näited masinõppe rakendustest
• Masinõpe ja bioinformaatika
Monday, November 30, 2009

26. Motiveeriv näide
Meil on eesti- ja ingliskeelsed laused:
Kas ma Eestit unes nägin?"
"Nägin lained laevu täis,"
"nägin viljarikast randa,"
"merehõlm ta ümber käis."
"I walk the silent, Christmas-snowy path,"
"that goes across the homeland in its suffering."
"At each doorstep I would like to bend my knee:"
"there is no house without mourning.”
Kuidas ennustada, mis keeles on kirjutatud uus
lause?
Monday, November 30, 2009

27. Kuidas
Juhendatud õppimine
klassifitseerimine
Monday, November 30, 2009

28. Sõnade häälduse
õppimine
Monday, November 30, 2009

29. Alzheimer’i tõve
kindlakstegemine
96% vs 85%
PC beats doctor in scan tests (BBC.co.uk)
Monday, November 30, 2009

30. Automaatne
spämmifilter
Monday, November 30, 2009

31. Beautification engine
Pilt: NYTimes
Monday, November 30, 2009

32. Beautification engine
Data-Driven Enhancement of Facial Attractiveness • 38
Original Facial Data Training Set
Beautification
engine
feature points distances vector
Modified
distances
vector
distance
embedding
input image image warp result image
Figure 3: Our facialhttp://leyvand.com/research/beautification2008/
beautification process.
Monday, November 30, 2009

33. Beautification engine
Enne Pärast
Monday, November 30, 2009

34. Beautifcation engine
Enne Pärast
Monday, November 30, 2009

35. Beautification engine
Enne Pärast
Monday, November 30, 2009

36. Beautification engine
Enne Pärast
Monday, November 30, 2009

37. Ülesanne
• Mille jaoks saaks juhendatud ja
juhendamata õppimist kasutada? Tooge
mõlema kohta vähemalt üks näide.
Monday, November 30, 2009

38. Millest täna juttu
tuleb?
• Mis on masinõpe?
• Juhendamata ja juhendatud õppimine
• Näited masinõppe rakendustest
• Masinõpe ja bioinformaatika
Monday, November 30, 2009

39. Bioinformaatika
Monday, November 30, 2009

40. Bio + informaatika
Monday, November 30, 2009

41. Bioloogia informaatika
probleemid + rakendused
Monday, November 30, 2009

42. Bioloogia informaatika
probleemid + rakendused
• Kuidas saab ühest • Kuidas andmetest
rakust terve organism? õppida?
• Mis põhjustab vähki? • Kuidas saada hakkama
väga suurte andmetega?
• Mis teeb inimesest
inimese ja mitte hiire? • Kuidas modelleerida,
simuleerida ja
• ... visualiseerida?
Monday, November 30, 2009

43. Kandidaatgeenide
otsimine
5372 experiments
6108
405
angiogenes
22283
genes
Monday, November 30, 2009

44. Bioloogiliste
võrgustike taastamine
Monday, November 30, 2009

45. !"#$%&'(&##)*&%+,-
Motiivide otsimine
!"#$%#&'()*''#"&(+,&,&-
02
Monday, November 30, 2009 4*56,&#(7#*"&,&-(88(9&'":;%5',:& ./00/1223

46. Kokkuvõte
• Masinõpe on andmetest mustrite
otsimine.
• Masinõpe jaguneb juhendatud ja
juhendamata õppimiseks.
• Sellega saab väga lahedaid asju teha.
• Masinõpe bioinformaatikas aitab meil aru
saada sellest, kuidas inimene töötab.
Monday, November 30, 2009

47. Masinõppega seotud
ained
• MTAT.03.183 Andmekaeve
• MTAT.03.227 Masinõpe
• MTMS.02.035 Tehisõpe
• http://courses.cs.ut.ee/datamining/
• Statistika ja tõenäosusteooria
Monday, November 30, 2009