Koneoppiminen  (4 op)

Arviointiasteikko

0-5

Tavoitteet

Ymmärrät koneoppimisen perusperiaatteet. Tiedät yleisimmät koneoppimisen menetelmät, osaat soveltaa niitä käytännössä olemassa olevaan dataan sekä tulkita menetelmien tulokset.

EUR-ACE-osaamiset:
Tieto ja ymmärrys
Tekniikan soveltaminen käytäntöön
Tutkimukset ja tiedonhaku

Sisältö

- Ohjattu ja ohjaamaton koneoppiminen sekä yleisimmät regressio- ja luokittelumallit
- Soveltaminen käyttäen Python-kirjastoja (NumPy, Pandas ja scikit-learn)
- Datan formaatti ja laatu
- Datajoukon jako opetus- ja testidataan
- Mallin tarkkuuden arviointi

Erilaiset koneoppimisen mallit:
- k lähintä naapuria (k-nearest neighbors)
- k-means -klusterointi
- Naiivi Bayes-menetelmä
- Tukivektorikone (Support Vector Machine)
- Pääkomponenttianalyysi (PCA)
- Päätöspuut ja satunnaismetsä
- Perseptroni (yksinkertainen neuroverkko)

Aika ja paikka

Opintojakso toteutetaan kevätlukukaudella 2023.

Oppimateriaalit

Materiaali harjoitustehtäviä ja opiskeltavia asiasisältöjä varten jaetaan kurssin aikana. Opintojaksolla hyödynnetään Python 3.8+-ympäristöä, Git-versiohallintaa, kirjastoista scikit-learn ja Pandas, visualisointikirjastoja sekä muita soveltuvia kirjastoja.

Opetusmenetelmät

Virtuaalinen opiskelu sisältäen harjoitustehtävien tekemisen sekä niihin liittyviin luento- ja esimerkkimateriaaleihin perehtymisen.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Opintojakson sisältö pyritään kytkemään työelämässä esiintyviin ongelmiin.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Opintojakso arvioidaan palautettujen harjoitustehtävien avulla.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Hyväksilukemisen menettelytavat kuvataan tutkintosäännössä ja opinto-oppaassa. Opintojakson opettaja antaa lisätietoa mahdollisista opintojakson erityiskäytänteistä.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Yhden opintopisteen työmäärä vastaa 27 tunnin opiskelutyötä. Yhteensä opiskelutyömäärä (4 op) kurssilla on 108 tuntia.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Tyydyttävä 2: Tiedät koneoppimisen yleisimmin käytetyt tekniikat ja erilaisille ongelmille. Osaat valita koneoppimisen tekniikat ja soveltaa teknistä osaamistaan käytännössä. Lisäksi osaat arvioida pintapuolisesti toteutuksesi.

Välttävä 1: Tiedät koneoppimisen yleisimmin käytetyt tekniikat. Osaat soveltaa yleisimpiä koneoppimisen tekniikoita. Lisäksi osaat arvioida suppeasti toteutuksesi.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Kiitettävä 4: Tunnistat koneoppimisen tuomat hyödyt digitalisaation aikakautena. Osaat koneoppimisen yleisimmin käytetyt tekniikat ja osaat perustella käytettyjen tekniikoiden käytön erilaisissa tehtävissä. Osaat soveltaa teknistä osaamistaan käytännössä ja arvioida kriittisesti toteutuksensa ja perustella sen kehittämistä.

Hyvä 3: Tiedostat koneoppimisen tuomat hyödyt digitalisaation aikakautena. Osaat koneoppimisen yleisimmin käytetyt tekniikat erilaisille ongelmille. Osaat soveltaa teknistä osaamistaan käytännössä arvioida toteutuksensa ja perustella sen kehittämistä.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Erinomainen 5: Tunnistat koneoppimisen tuomat hyödyt digitalisaation aikakautena. Hallitset koneoppimisen tekniikat monipuolisesti ja osaat perustella käytettyjen tekniikoiden käytön erilaisissa tehtävissä. Osaat soveltaa teknistä osaamistaan käytännössä ja arvioida kriittisesti toteutuksensa ja perustella sen kehittämistä.

Esitietovaatimukset

Tietotekniikan peruskäyttätaidot, ohjelmoinnin perusosaaminen, Python-ohjelmointikielen tunteminen ja osaaminen.
Lisäksi Laskennalliset algoritmit ja Datan esikäsittely opintojaksot.