Aprendizado de máquina automático: aprendendo a aprender

Resumo

Uma grande quantidade de dados é atualmente gerada por meios como sensores, celulares e internet. Entretanto, sua análise manual é inviável, sendo necessário o uso de técnicas computacionais para extração de conhecimento útil. Várias dessas técnicas são desenvolvidas na área de Ciência de Dados, que tem como um de seus pilares o aprendizado de máquina, o qual permite a extração de modelos a partir de um conjunto de dados. Contudo, induzir um bom modelo a partir de um conjunto de dados brutos não é trivial. Exige diversas tarefas, como pré-processamento, escolha de algoritmos e configuração de hiperparâmetros. Além de custosas, essas tarefas precisam de muitas tomadas de decisões, em geral difíceis para usuários leigos. Mesmo para especialistas, tais tarefas são muitas vezes manuais e repetitivas, consumindo um tempo precioso que poderia ser utilizado em outras atividades mais críticas. Para lidar com essas dificuldades, este projeto irá pesquisar e desenvolver um sistema de aprendizado de máquina automático. Esses sistemas automatizam as diferentes tarefas relacionadas a aplicação de algoritmos de aprendizado de máquina a um conjunto de dados, considerando ainda o pré-processamento dos dados e o pós-processamento dos resultados. Esta pesquisa seguirá em três frentes: pré-processamento (limpeza, seleção de atributos), modelagem (escolha apropriada de algoritmos e ajuste de seus hiperparâmetros) e pós-processamento (avaliação do modelo e relatório para usuário). O foco principal estará no pré-processamento, analisando como este influencia no desempenho dos algoritmos de aprendizado de máquina em um sistema de aprendizado de máquina automático. Além disso, será investigado o uso do meta-aprendizado no sistema de aprendizado automático. Espera-se que o sistema seja capaz de ajudar tanto usuários especialistas como leigos nos passos necessários para análise de dados, evitando que se gaste muito tempo com ajustes manuais, focando na análise do problema e dos resultados. (AU)