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Deep Learning

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
FIS0168
Docente
Matteo Osella (Titolare del corso)
Corso di studio
Laurea Magistrale Interateneo in Fisica dei sistemi complessi
Anno
1° anno
Periodo
Secondo Semestre
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Inglese
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Nozioni di base di Analisi Dati e Machine Learning.
(l'insegnamento "Data Mining" -o insegnamento analogo- è propedeutico)
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Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Verranno  presentati i principali modelli di reti neurali artificiali alla base del moderno "deep learning". 

Saranno esplorati sia i fondamenti teorici del deep learning che le tecniche di applicazione in diversi contesti.

 

The lectures cover the basic models of artificial neural networks. We will focus on the theoretical foundations of modern deep learning as well as on its applications in different contexts. 

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione: Comprensione della teoria alla base dei principali modelli di reti neurali artificiali e delle tecniche di addestramento e di applicazione. 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacita' di costruire un progetto di machine learning usando reti neurali artificiali complesse.

 

Understanding the main models of artificial neural networks and their applications. 

Ability to design a machine learning project using neural networks with a full understanding of the steps required. 

Oggetto:

Programma

Breve ripasso di concetti base di machine learning: maximum likelihood estimation, regolarizzazione e inferenza bayesiana. 

Introduzione alla Teoria dell'Informazione.

Reti neurali artificiali: dal percettrone alle reti neurali profonde. 

Ottimizzazione: Stochastic gradient descent e sue varianti, Backpropagation.  

Reti neurali convoluzionali e loro applicazioni. 

PCA & Autoencoders 

Reti Ricorrenti, GRU, LSTM

Word Embeddings

Attention 

 





Introduction to Neural Networks and Neuron models 

Basics of machine learning and information theory

Feedforward networks: from the perceptron to deep networks

Learning process and backpropagation

Convolutional networks and their applications

Principal Component Analysis  and Autoencoders

Recurrent Neural Networks, GRU, LSTM

Word Embeddings

Attention 


Oggetto:

Modalità di insegnamento

 

Lezioni frontali in presenza. 48 ore di lezione principalmente alla lavagna. 

Orario lezioni disponibile su campusnet.       

Videolezioni sono presenti sulla pagina moodle 

Live lectures. 48 hours of lectures, mainly at the blackboard. 

Recoreded Video Lectures are present on the moodle course page. A forum is present in the same page for discussions, comments and questions on the course contents. 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

 

Esame orale con 2 possibili modalità:

1) Progetto con componente computazionale (es. implementazione di una rete neurale per uno specifico task) + domande di teoria

2 ) Solo domande di teoria sugli argomenti del corso.

Oral exam with 2 possible modalities: 

1) Project presentation (implementation of a neural network for a specific task) + theory questions

2) Only theory questions. 

 

 

 

 

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

C.M. Bishop. Pattern Recognition and Machine Learning. Springer, 2006.

Mehta et al. A high-bias, low-variance introduction to Machine Learning for physicists. 2019. Phys Rep. 810:1-124 https://arxiv.org/abs/1803.088

I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville. Deep Learning. MIT Press, 2016.

A. Geron. Hands-On Machine Learning With Scikit-Learn and Tensorflow: Concepts, Tools, and Techniques to Build Intelligent Systems. Oreilly & Associates Inc. 2017.

Discussion about the references in the first video lecture



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Orario lezioniV

GiorniOreAula
Martedì14:00 - 16:00
Giovedì16:00 - 18:00
Venerdì11:00 - 13:00

Lezioni: dal 19/03/2024 al 07/06/2024

Nota: Lezione il venerdì dal 3/5

Registrazione
  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 15/03/2024 16:26
    Location: https://fisica-sc.campusnet.unito.it/robots.html
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