Machine learning
A.A. 2025/2026
Obiettivi formativi
The objective of the Machine Learning course is to provide the basic skills to analyze real problems, identify proper solutions for knowledge discovery, and design/implement analytic models. The course presents the best practices from both a theoretical and practical perspective with special focus on Human Centered application problems.
The course covers numerous well-studied methods such as classification, regression, structured prediction, clustering, and representation learning. It familiarizes the students with popular techniques for pattern recognition, knowledge discovery, and data analysis/modeling using Python, the most common language in the field.
The course covers numerous well-studied methods such as classification, regression, structured prediction, clustering, and representation learning. It familiarizes the students with popular techniques for pattern recognition, knowledge discovery, and data analysis/modeling using Python, the most common language in the field.
Risultati apprendimento attesi
At the end of the course students will be able to understand and discuss the principles of machine learning. They will be able to analyze practical problems, and to design and implement suitable solutions. They will be familiar with the most important techniques in the field and will be able to use them to build effective machine learning systems.
The students will be able to:
- Understand the broad applications of machine learning across various societal contexts
- Develop a comprehensive understanding of ML concepts and identify the best models to fit various applications
- Integrate multiple data management techniques: data preprocessing, learning, regularization, and model selection
- Develop and implement machine learning algorithms and devise solutions to real-life problems within human centric domains
- Describe the properties of models and algorithms for learning and explain the practical implications of the results
- Collaborate effectively on machine learning projects and assignments with both experts and peers.
The students will be able to:
- Understand the broad applications of machine learning across various societal contexts
- Develop a comprehensive understanding of ML concepts and identify the best models to fit various applications
- Integrate multiple data management techniques: data preprocessing, learning, regularization, and model selection
- Develop and implement machine learning algorithms and devise solutions to real-life problems within human centric domains
- Describe the properties of models and algorithms for learning and explain the practical implications of the results
- Collaborate effectively on machine learning projects and assignments with both experts and peers.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
FONDAMENTALI
- Introduzione al Machine Learning, numpy e pandas con esempi
- Plotting con matplotlib e seaborn con esempi
- Elementi di probabilità e statistica
- Tecniche di ottimizzazione per ML
MACHINE LEARNING
- Statistical learning, apprendimento supervisionato (regressione e classificazione) e non supervisionato (clustering)
APPRENDIMENTO SUPERVISIONATO
- Preparazione dei dati con esempi
- Selezione delle caratteristiche e riduzione della dimensionalità con esempi
- Valutazione delle performance
- Selezione dei modelli: k-fold cross validation, leave one out, batches e mini-batches
- Modelli ensemble
APPRENDIMENTO SUPERVISIONATO: REGRESSIONE
- Introduzione ai modelli lineari, KNN, tree, SVR, random forest, boosting
APPRENDIMENTO SUPERVISIONATO: CLASSIFICAZIONE
- Introduzione ai modelli lineari, KNN, tree, SVC, random forest, boosting
APPRENDIMENTO NON SUPERVISIONATO: CLUSTERING
- Introduzione al clustering con esempi
ADVANCED
- Feed-forward neural networks, deep learning, convolutional neural networks, generative AI
- Introduzione al Machine Learning, numpy e pandas con esempi
- Plotting con matplotlib e seaborn con esempi
- Elementi di probabilità e statistica
- Tecniche di ottimizzazione per ML
MACHINE LEARNING
- Statistical learning, apprendimento supervisionato (regressione e classificazione) e non supervisionato (clustering)
APPRENDIMENTO SUPERVISIONATO
- Preparazione dei dati con esempi
- Selezione delle caratteristiche e riduzione della dimensionalità con esempi
- Valutazione delle performance
- Selezione dei modelli: k-fold cross validation, leave one out, batches e mini-batches
- Modelli ensemble
APPRENDIMENTO SUPERVISIONATO: REGRESSIONE
- Introduzione ai modelli lineari, KNN, tree, SVR, random forest, boosting
APPRENDIMENTO SUPERVISIONATO: CLASSIFICAZIONE
- Introduzione ai modelli lineari, KNN, tree, SVC, random forest, boosting
APPRENDIMENTO NON SUPERVISIONATO: CLUSTERING
- Introduzione al clustering con esempi
ADVANCED
- Feed-forward neural networks, deep learning, convolutional neural networks, generative AI
Prerequisiti
Suggerite conoscenze di programmazione
Metodi didattici
L'insegnamento è strutturato in lezioni frontali di teoria e esercitazioni.
Materiale di riferimento
Python Data Science Handbook by Jake VanderPlas - Publisher(s): O'Reilly Media, Inc. - ISBN: 978-1-491-91205-8
The Elements of Statistical Learning by Trevor Hastie, Robert Tibshirani, Jerome Friedman - Springer - ISBN: 978-0-387-84858-7
Human-Centered Artificial Intelligence by Mohamed Chetouani, Virginia Dignum, Paul Lukowicz, Carles Sierra - Springer - ISBN: 978-3-031-24349-3
Mathematics for Machine Learning by Marc Peter Deisenroth, A. Aldo Faisal, and Cheng Soon Ong - Cambridge University Press - ISBN: 978-1-108-45514-5
The Elements of Statistical Learning by Trevor Hastie, Robert Tibshirani, Jerome Friedman - Springer - ISBN: 978-0-387-84858-7
Human-Centered Artificial Intelligence by Mohamed Chetouani, Virginia Dignum, Paul Lukowicz, Carles Sierra - Springer - ISBN: 978-3-031-24349-3
Mathematics for Machine Learning by Marc Peter Deisenroth, A. Aldo Faisal, and Cheng Soon Ong - Cambridge University Press - ISBN: 978-1-108-45514-5
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in un progetto su un argomento specifico scelto dallo studente e una prova orale. La prova orale includerà alcune domande relative al programma dell'insegnamento e una presentazione del progetto svolto.
Docente/i