Bi9680en Artificial Intelligence in Biology, Chemistry, and Bioengineering

Přírodovědecká fakulta
podzim 2020
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučováno částečně online.
Vyučující
Stanislav Mazurenko (přednášející)
Garance
prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr.
Ústav experimentální biologie - Biologická sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Stanislav Mazurenko
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie - Biologická sekce - Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 15:00–16:50 B11/333
Předpoklady
During the course all the necessary information will be provided; however, a basic knowledge of biochemistry and high school mathematics is welcome.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
(i) Introduce basic principles and concepts of Artificial Intelligence and Machine Learning; (ii) demonstrate applications of Machine Learning to tackle modern problems in biology, chemistry, and bioengineering; (iii) discuss data interpretation, major pitfalls and limitations of the methods.
Výstupy z učení
After completing the course, a student will be able to:
- identify and describe main principles of ML algorithms to solve regression, classification, and clustering problems;
- describe main steps in the design of ML predictors;
- identify major challenges in developing an efficient ML predictor and explain performance measures;
- analyze modern bioengineering problems in terms of ML applicability.
Osnova
  • 1. Modern bioengineering: data analysis perspective;
  • 2. Artificial Intelligence and Machine Learning: main types, examples, features, basic statistics;
  • 3. Unsupervised learning: clustering and principal component analysis;
  • 4. Supervised learning: main steps in the design of Machine Learning predictors;
  • 5. Classification algorithms: K-nearest neighbors, Bayesian classifiers, Support-vector machines;
  • 6. Decision trees and Random forests;
  • 7. Linear, logistic, and partial least squares regressions;
  • 8. Neural networks;
  • 9. Major challenges: overfitting and underfitting;
  • 10. Feature extraction and selection;
  • 11. Features used in Biology, Chemistry, and Bioengineering;
  • 12. Modern trends in data collection and analysis.
Literatura
    doporučená literatura
  • WITTEN, I. H. a Eibe FRANK. Data mining : practical machine learning tools and techniques. 2nd ed. Amsterdam: Elsevier, 2005. xxxi, 525. ISBN 0120884070. info
  • MARSLAND, Stephen. Machine learning : an algorithmic perspective. Boca Raton: CRC Press, 2009. xvi, 390. ISBN 9781420067187. info
Výukové metody
Lectures, reading
Metody hodnocení
There will be a final exam in the form of a written test: 25 multiple-choice questions or open questions requiring short answers, for 1h. Each correct answer awards 1 point. The grading is then as follows: 12-E, 14-D, 16-C, 19-B, 23-A. Update for Autumn semester 2020: due to the official restrictions, the exam will be conducted differently this semester. The exam will be held online via MS Teams, you must leave your camera on, and the duration will be 30 mins. Further instructions will follow via email.
Vyučovací jazyk
Angličtina
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2019, podzim 2021.