Dersin Adı

Kodu

Normal Yarıyılı

Grup No

ECTS
Kredisi

Kredi

Ders

3

Uygulama

0

Yapay Zekanın Matematiksel Temelleri

5206126

 

 

8

3

Laboratuvar
(Saat/Hafta)

0

Dersin Dili

Türkçe

Dersin Türü

 

Dersin Koordinatörü

Y.  Doç. Dr. Nilgün GÜLER

Dersin İçeriği

Doğal hesaplamaya giriş / Olasılık kavramları ve işaretin karakteristiği/ Bilişim kuramı/ Öğrenme kuramı / Verinin matematiksel yöntemlerle işlenmesi/ Dinamik sistemlerin matematiksel modellenmesi/  Öğrenme teknikleri: Eğiticili ve eğiticisiz  öğrenme/ Hidden Markov modelleri/ Takviyeli öğrenme (Reinforcement Learning)/ Genetik algoritmalar/ Oyunlar

Dersin Amacı

·   İnsan beyninin işlevlerini yerine getiren bilgisayarların ve makinaların tasarımı Yapay Zekanın(YZ) temel amacı olmuştur. Amaç aynı olsada  kullanılan metodlar zaman içerisinde sürekli deişiklik göstermiştir. Başlangıçta öğrenme bir tabu olarak görülmüştür ama şimdi öğrenme şekilleri YZ araştırmalarının merkezi konumundadır. Yine başlangıçta insan beyni   idiosynchratic  olarak kabul edilmiş ama şimdi insan beyninin fonksiyonlarının anlaşılması ana konu olarak görülmektedir.

·   Önceleri   davranışların modellenmesi sadece sembolikti ama şimdi alt-sembolik modeller çalışmaların odak noktasındadır. Bütün bu eğilimlerin sonucunda  Yapay zeka araştırmacılarının , bilişim kuramı, olasılık kuramı ve optimizasyon kuramı gibi konularda matematiksel ağırlıklı olarak bilgi gereksinimine ihtiyacı vardır .

·  Bu ders zeki davranışların hesapsal modellemesini betimlemek ve beyindeki yapılarla nasıl ilintili olduğunu göstermek amacıyla giriş niteliğindedir.

Dersin Kazandıracağı Bilgi ve Beceriler

Öğrencilere ileride karşılaşacakları problemleri modelleyip, çözüm üretebilmeleri için gerekli yaratıcılığın kazandırılması.

Dersin Kitabı (Notu)

1)       Dana H. Ballard, “An Introduction to Natural Computation”, Third Edition, MIT Press, 2000.

2)    S. Haykin, "Neural Networks - A Comprehensive Foundation", Second Edition,Prentice Hall, 1999.

Yararlanılacak Diğer Kaynaklar

 

Ön Koşul Dersleri

 

Ön Koşul Konuları

Iyi derecede C/C++ yada Matlab bilgisi

Ödev ve Projeler

Öğrencilere gerçek problemleri içeren projeler verilecektir

Laboratuvar Deneyleri

 

Bilgisayar Kullanımı

Ders içeriğini kapsayacak şekilde verilen ödevler ve proje bilgisayar ortamında gerçekleştirilecektir

Diğer Uygulamalar

 

Başarı Değerlendirme Sistemi

 

Adedi

Etki Oranı %

Ara Sınavlar

1

20

Kısa Sınavlar

-

-

Ödevler

4

20

Projeler

1

40

Dönem Ödevi

 

 

Laboratuvar

 

 

Diğer

 

 

Final Sınavı

1

20

Ders Gruplarına Göre Ders Kredisinin Dağılımı (%)

Temel Bilimler

50

Temel Mühendislik

50

Mesleki

 

Üniversite Dersi

 

 

Ders Planı

Hafta

Konular

1

Doğal hesaplamaya giriş: Beynin yapısı, altsistemleri, nöronlar/ Hesaplama kuramı/ Doğal hesaplamanın elemanları

2

Olasılık kavramları ve işaretin karakteristiği: temel olasılık kavramları/Bayes’ kuralı/ Olasılık dağılımları

3

Bilişim kuramı

4

Öğrenme Kuramı 1: Temel Kavramlar ve öğrenme kuramına giriş

5

Öğrenme Kuramı 2:Öğrenmede kullanılan matematik metodlar

6

Verinin matematiksel yöntemlerle işlenmesi

7

Dinamik sistemlerin matematiksel modellenmesi 

8

Dinamik sistemlerin matematiksel modellenmesi (devam)

9

Hopfield Ağları

10

Eğiticili öğrenme: Algılayıcılar/ Aktivasyon fonksiyonları: Gauss hataları ile maksimum olabilirlik

11

GeriBesleme Algoritması ( Backpropagation)                                             

12

Eğiticisiz öğrenme: Kendini örgütleyen eşlem (SOM)

13

Hidden Markov modelleri 

14

Takviyeli öğrenme( Reinforcement Learning)

15

Genetik programlama:Genetik operatörler/ Genetic programlama

16

Oyunlar: Heuristik arama/ iki kişiye dayalı oyunlar

Hazırlayan:

Tarih:

 

 

DERSİN MATEMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM ÇIKTILARI İLE İLİŞKİSİ

 

 

1

2

3

1

Matematik ve Temel Mühendislik bilgilerini kullanarak model kurar.

 

 

ü

2

Disiplinler arası takım çalışmasında etkin rol alır.

 

 

ü

3

Matematiksel modelleri  analitik, sayısal veya istatistiki tekniklerle çözme becerisi kazanır.

 

 

ü

4

Çözümleri ve sonuçları doğru bir biçimde yorumlar.

 

 

ü

5

Bilgisayar tabanlı teknikleri kullanarak problemleri bilgisayarda çözebilecek hale getiren  algoritmaları oluşturur ve uygular.

 

 

ü

6

Kendi alanındaki yayınları ve gelişmeleri takip edebilecek ve gerektiğinde sunumda

bulunabilecek kadar ingilizceyi kullanma becerisi kazanır.

ü

 

 

7

Endüstride ve Bilimsel kuruluşlarda araştırma ve geliştirme faliyetlerlerinde bulunur.

 

 

ü

8

Eğitim faliyetlerinde bulunur.

 

ü

 

9

Mesleğin sorumluluklarının bilincindedir.

 

 

ü

10

Mesleki konularda güncel gelişmeleri yakından takip eder.

 

 

ü

11

Mesleğin gerektirdiği çağdaş yöntem ve araçları kullanır.

 

 

ü

12

Yaşam boyu öğrenmenin önemini kavrar.

 

 

ü

 

1- Hiç katkısı yok             2-Kısmen katkısı var                      3-Tam katkısı var