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Temario del curso

DÍA 1 - REDES NEURONALES ARTIFICIALES

Introducción y estructura de las redes neuronales artificiales.

  • Neuronas biológicas y neuronas artificiales.
  • Modelo de una red neuronal artificial.
  • Funciones de activación utilizadas en dichas redes.
  • Tipos habituales de arquitecturas de red.

Fundamentos matemáticos y mecanismos de aprendizaje.

  • Repaso sobre álgebra vectorial y matricial.
  • Conceptos de espacio de estados.
  • Principios básicos de optimización.
  • Aprendizaje mediante corrección de errores.
  • Aprendizaje basado en memoria.
  • Aprendizaje de Hebb.
  • Aprendizaje competitivo.

Perceptrones de una sola capa.

  • Estructura y proceso de aprendizaje de los perceptrones.
  • Clasificadores de patrones: introducción y clasificadores de Bayes.
  • El perceptrón como clasificador de patrones.
  • Convergencia del perceptrón.
  • Límites del uso del perceptrón.

Redes neuronales artificiales de tipo feedforward.

  • Estructura de las redes multicapa de tipo feedforward.
  • Algoritmo de retropropagación.
  • Aplicación y convergencia del algoritmo de retropropagación.
  • Aproximación funcional mediante este método.
  • Aspectos prácticos y de diseño relacionados con el aprendizaje por retropropagación.

Redes basadas en funciones de base radial.

  • Separabilidad de patrones e interpolación.
  • Teoría de la regularización.
  • Relación entre regularización y redes RBF.
  • Diseño y entrenamiento de redes RBF.
  • Propiedades de aproximación de las funciones RBF.

Aprendizaje competitivo y redes neuronales autoorganizadas.

  • Métodos generales de agrupamiento o clustering.
  • Aprendizaje por cuantización vectorial (LVQ).
  • Algoritmos y arquitecturas propias del aprendizaje competitivo.
  • Mapas de características autoorganizados.
  • Características principales de estos mapas.

Redes neuronales difusas.

  • Sistemas neurodifusos.
  • Fundamentos sobre conjuntos y lógica difusa.
  • Diseño de reglas difusas básicas.
  • Diseño de redes neuronales artificiales con componentes difusos.

Aplicaciones

  • Se analizarán algunos ejemplos prácticos del uso de las redes neuronales, sus ventajas y limitaciones.

DÍA 2 - APRENDIZAJE AUTOMÁTICO

  • El marco de aprendizaje PAC
    • Garantías para conjuntos finitos de hipótesis: caso consistente.
    • Garantías para conjuntos finitos de hipótesis: caso inconsistente.
    • Aspectos generales
      • Diferencias entre escenarios determinísticos y estocásticos.
      • Ruido en el error de Bayes.
      • Errores de estimación y aproximación.
      • Selección del modelo adecuado.
  • Complejidad de Radmeacher y dimensión VC.
  • Equilibrio entre sesgo y varianza.
  • Métodos de regularización.
  • Sobreajuste o overfitting.
  • Técnicas de validación.
  • Máquinas de vectores de soporte (SVM).
  • Kriging: regresión basada en procesos gaussianos.
  • PCA y PCA con núcleos.
  • Mapas de autoorganización (SOM).
  • Espacio vectorial generado mediante operadores de kernel
    • Núcleos de Mercer y métricas de similitud derivadas de los núcleos.
  • Aprendizaje por refuerzo.

DÍA 3 - APRENDIZAJE PROFUNDO

Esta parte se enseñará integrando los contenidos tratados en el Día 1 y el Día 2.

  • Regresión logística y Softmax.
  • Autoencoders dispersos.
  • Vectorización, PCA y blanqueamiento de datos.
  • Aprendizaje autodidacta.
  • Redes neuronales profundas.
  • Descodificadores lineales.
  • Operaciones de convolución y agrupación de información.
  • Codificación dispersa.
  • Análisis de componentes independientes.
  • Análisis de correlación canónica.
  • Ejemplos prácticos y aplicaciones concretas.

Requerimientos

Conocimientos sólidos de matemáticas.

Comprensión adecuada de estadística básica.

No es imprescindible contar con habilidades de programación, aunque se recomienda su dominio.

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