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Doctoral Thesis
Document
Author
Full name
José Augusto Baranauskas
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2001
Supervisor
Committee
Monard, Maria Carolina (President)
Engel, Paulo Martins
Fernandez, Francisco Javier Ramirez
Freitas, Alex Alves
Rezende, Solange Oliveira
Title in Portuguese
Extração automática de conhecimento por múltiplos indutores.
Keywords in Portuguese
aprendizado de máquina
mineração de dados
Abstract in Portuguese
Nesta tese são investigados três problemas básicos em aprendizado supervisionado: seleção de atributos, composição de atributos e combinação de classificadores simbólicos. A seleção de atributos é uma atividade de pré-processamento de dados que seleciona um subconjunto de atributos do conjunto original de exemplos. Existem, basicamente, três abordagens que são empregadas para a seleção de atributos: embutida, filtro e wrapper; as duas últimas pesquisadas neste trabalho. Os experimentos realizados, utilizando diversos indutores e conjuntos de exemplos, para avaliar as abordagens filtro e wrapper nos permitem concluir que o uso de filtros deve ser considerado antes de se cogitar a utilização de wrappers, no caso de existirem muitos atributos para descrever os exemplos. Sob a perspectiva de compreensibilidade do conhecimento induzido, a análise sobre o impacto da seleção de atributos em um classificador simbólico mostrou um aumento do número de regras e do número de condições por regra. A composição de atributos, também conhecida como indução construtiva, é outra atividade de pré-processamento de dados. Dentre as várias abordagens de composição de atributos (guiada por dados, por hipótese, por conhecimento e multi-estratégia), nesta tese é proposta uma metodologia para composição de atributos guiada pelo conhecimento. Os resultados dos experimentos realizados utilizando a metodologia proposta mostram que, mesmo com o auxílio do usuário/especialista, é difícil construir atributos derivados que sejam realmente relevantes para aprender o conceito embutido nos conjuntos de exemplos analisados de repositórios (naturais), os quais, muitas vezes, já foram pré-processados. Esse fato foi confirmado, por um trabalho posterior, com dados do mundo real, no qual a metodologia proposta mostrou seu potencial. A combinação de classificadores, simbólicos ou não, é uma atividade de mineração de dados. Na realidade, uma das preocupações do Aprendizado de Máquina simbólico é que os classificadores induzidos devem ser fáceis de serem compreendidos pelos seres humanos. Para isso, deve-se escolher o indutor com bias mais adequado para cada tipo de situação, já que pesquisas mostraram que não existe o 'melhor' indutor para todos os domínios. Aliada a essa escolha, é possível fazer uso de vários classificadores, combinando-os num único classificador final, formando um ensemble. Os ensembles possuem a tendência de melhorar o desempenho na classificação de exemplos não vistos durante o processo de aprendizado. Entretanto, o emprego de ensembles dificulta a compreensão humana sobre o comportamento do classificador final, já que ele deixa de ser simbólico, mesmo assumindo que cada classificador individual que o compõe seja simbólico. Na realidade, a combinação de classificadores simbólicos - provenientes de diferentes indutores - em um classificador final também simbólico é um tópico novo de pesquisa, ainda com poucos resultados divulgados. Com o objetivo de preencher essa lacuna, é proposto e desenvolvido neste trabalho o sistema Xruler. Para isso, inicialmente foi definido o formato padrão de regras PBM, o qual fornece uma perspectiva unificada sob a qual todo classificador simbólico pode ser convertido e analisado. Dentre outros componentes, o sistema Xruler possui um algoritmo de cobertura que pode ser aplicado ao conjunto de regras induzidas por diversos indutores para se obter um classificador simbólico final. Nos experimentos realizados com o sistema Xruler os resultados obtidos mostraram aumento da precisão e redução do número de regras. Sob o aspecto sintático das regras, isso pode ser considerado um avanço no sentido de uma maior compreensibilidade por seres humanos do conjunto final de regras.
 
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tese.pdf (2.29 Mbytes)
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Publishing Date
2002-01-28
 
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