aprendizaje por concepto

Aprendizaje de conceptos.
El aprendizaje como
generalización

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Aprendizaje de conceptos
n

n

Consideraremos el problema de inferir automáticamente la
definición general de un concepto o clase a partir de un
conjunto de ejemplos que pueden ser o no miembros de esa
clase.
Denominaremos a esta tarea Aprendizaje de conceptos (Concept
learning) como la inferencia de una funciónbooleana (es decir,
me dirá si/no ese ejemplo queda correctamente clasificado por el
concepto general) a partir de ejemplos de entrenamiento, ya sean
como salida o como entrada.

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Aprendizaje de conceptos
n

n
n

Por ejemplo, queremos saber qué representa el concepto definido por
la frase “Días en los que mi amigo Aldo disfruta jugando al tenis” . La
tabla 2.1 describe un conjuntode ejemplos (tanto positivos como
negativos), cada uno representado por un conjunto de atributos. Uno de
estos atributos es juega, y la tarea es inferir el valor de este atributo
para un día cualquiera (futuro o pasado) a partir del conocimiento de
estos ejemplos.
¿Es decir, qué concepto genérico clasifica todos o el mayor número
posible de ejemplos?
Para cada atributo la hipótesis puedeser:
n Una ? si cualquier valor es aceptable para ese atributo
n Un valor concreto (por ejemplo, fría)
n Un – si no hay ningún valor aceptable.
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Aprendizaje de conceptos
n

n

n

Para cada atributo la hipótesis puede ser:
n Una ? si cualquier valor es aceptable para ese atributo
n Un valor concreto (por ejemplo, fría)
n Un – si no hay ningún valor aceptable.
Así la hipótesis másgeneral (que cualquier día es un ejemplo positivo)
se representa por (?, ?, ?, ?, ?)
Y la hipótesis posible más específica (que ningún día es un ejemplo
positivo) se representa por (-, -, -, -, -)

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Aprendizaje de conceptos

Ejemplo

Cielo

Temperatura Humedad

Viento

Agua

1

Soleado

Caliente

Normal

Fuerte

¿Juega
al
tenis?
Caliente
SI

2

SoleadoCaliente

Alta

Fuerte

Caliente

SI

3

Soleado

Fría

Alta

Fuerte

Caliente

NO

4

Soleado

Caliente

Alta

Fuerte

Fría

SI

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Aprendizaje de conceptos
n

Notación:
n

Al conjunto de items sobre los cuales se define el concepto se llama
el conjunto de ejemplos (instancias), y se denota por X
n

n

En el ejemplo anterior X es el conjunto detodos los días representados
por sus atributos: cielo, humedad...

Al concepto o función que debe ser aprendido se le llama concepto
objetivo (target concept), y se denotas por c.
n

En general c puede ser una función booleana definida sobre los
ejemplos X; esto es, c: X -> {0,1}
• En este ejemplo, el concepto objetivo se corresponde con el valor
del atributo ¿juega al tenis?, es decir,c(x)=1 si ¿juega al tenis?=SI,
y c(x)=0 si ¿juega al tenis?=NO.

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Aprendizaje de conceptos
n

Conjunto de entrenamiento D: son todos los x de X con sus
respectivos c(x).
n

n

Los ejemplos para los cuales c(x)=1 se llaman ejemplos positivos,
mientras que los ejemplos para los cuales c(x)=0 se llaman ejemplos
negativos.
Describiremos así los ejemplos como un par , y a su
conjuntode todos los ejemplos de entrenemiento lo representaremos
por la letra D.

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Aprendizaje de conceptos
n

Dado un conjunto de entrenemiento el problema es
encontrar la hipótesis h (o el concepto objetivo c) que
clasifique esos ejemplos.
n

n

Llamaremos H al conjunto de todas esas hipótesis h. En general cada
hipótesis h en H representa una función booleana definida sobre X,
esdecir, h: X-> {0,1}.
El objetivo del sistema que aprende es encontrar una hipótesis h tal
que h(x)=c(x) para todo x en X.

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Aprendizaje de conceptos
n

Hipótesis de aprendizaje inductivo: cualquier hipótesis
encontrada que clasifique un número suficientemente
grande de ejemplos de entrenamiento clasificará otros
ejemplos no observados.

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Aprendizaje de conceptos como
un...