ID:
508734
Durata (ore):
46
CFU:
6
SSD:
BIOINGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (03/03/2025 - 13/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
In questo corso semestrale, esploreremo una serie di metodi avanzati di apprendimento automatico per l'estrazione di dati biomedici. Il corso mira a fornire agli studenti gli strumenti per applicare metodi di apprendimento automatico all'avanguardia per l'analisi di dati clinici strutturati e non strutturati (testo). Gli studenti impareranno a mettere in pratica le fasi fondamentali di un flusso di lavoro di data mining, dalla formulazione di domande di ricerca, alla progettazione di uno studio, all'identificazione delle fonti di dati, alla trasformazione e pre-elaborazione dei dati, all'analisi dei dati, all'interpretazione, alla validazione e alla valutazione dei risultati. Presentiamo i metodi fondamentali per approcciare i dati biomedici e preelaborarli, come la gestione dei valori mancanti, la trasformazione delle caratteristiche e come rappresentare e analizzare i dati longitudinali. Esploreremo anche alcuni dei più recenti sviluppi dell'IA, tra cui l'apprendimento della rappresentazione dei grafi e i modelli di fondazione. Introdurremo il concetto di IA etica, che comprende la gestione dei pregiudizi, la modellazione equa e la spiegabilità. Gran parte di questa esplorazione sarà un'esperienza pratica, utilizzando il tempo in classe per esporre i principi di ogni metodo. Durante il corso utilizzeremo R, un ambiente di sviluppo per il calcolo statistico, che include una serie di pacchetti per l'apprendimento automatico.
Obiettivi di apprendimento del corso:
1. Dimostrare familiarità con la letteratura sui metodi avanzati di data mining
2. Presentare e discutere l'applicazione di metodi avanzati per l'analisi di dati biomedici
3. Eseguire analisi di dati biomedici utilizzando metodi e strumenti avanzati di data mining
Obiettivi di apprendimento del corso:
1. Dimostrare familiarità con la letteratura sui metodi avanzati di data mining
2. Presentare e discutere l'applicazione di metodi avanzati per l'analisi di dati biomedici
3. Eseguire analisi di dati biomedici utilizzando metodi e strumenti avanzati di data mining
Prerequisiti
Competenze di base di apprendimento automatico e informatica medica
Metodi didattici
Il corso è strutturato con una serie di lezioni frontali e diversi laboratori, in cui i docenti mostrano l'applicazione delle metodologie presentate a lezione su casi di studio reali, utilizzando i software R e KNIME.
Verifica Apprendimento
La valutazione del corso si articola in due parti:
1) Journal Club (25% del voto finale). I Journal Club (JC) si svolgono all'inizio di ogni lezione "pratica" del corso, e vertono sull'argomento specifico del laboratorio stesso. Per ogni JC i docenti scelgono un articolo scientifico particolarmente rilevante per stimolare la discussione sull'argomento in esame. Il JC è strutturato come segue: 1 o 2 studenti sono incaricati di leggere l'articolo e presentarlo in classe durante il JC. Altri due studenti leggono l'articolo e propongono 1-2 domande a testa. Dopo di che la discussione è aperta a tutta la classe, inclusi i docenti.
2) Progetto finale (75% del voto finale)
Il progetto finale comprende due deliverable: un paper e una presentazione in classe. L'obiettivo del progetto è dimostrare la capacità di identificare un set di dati biomedici tra i dati disponibile nei numerosi repository di dati biomedici e di salute pubblica, la capacità di formulare una "research question" generale, e la capacità di impostare una pipeline di machine learning completa in grado di rispondere alla research question formulata.
Il progetto può essere svolto individualmente o in gruppo. Ogni studente (o gruppo) presenterà il progetto durante le lezioni finali del corso. Gli elaborati verranno consegnati ai docenti al termine del corso.
1) Journal Club (25% del voto finale). I Journal Club (JC) si svolgono all'inizio di ogni lezione "pratica" del corso, e vertono sull'argomento specifico del laboratorio stesso. Per ogni JC i docenti scelgono un articolo scientifico particolarmente rilevante per stimolare la discussione sull'argomento in esame. Il JC è strutturato come segue: 1 o 2 studenti sono incaricati di leggere l'articolo e presentarlo in classe durante il JC. Altri due studenti leggono l'articolo e propongono 1-2 domande a testa. Dopo di che la discussione è aperta a tutta la classe, inclusi i docenti.
2) Progetto finale (75% del voto finale)
Il progetto finale comprende due deliverable: un paper e una presentazione in classe. L'obiettivo del progetto è dimostrare la capacità di identificare un set di dati biomedici tra i dati disponibile nei numerosi repository di dati biomedici e di salute pubblica, la capacità di formulare una "research question" generale, e la capacità di impostare una pipeline di machine learning completa in grado di rispondere alla research question formulata.
Il progetto può essere svolto individualmente o in gruppo. Ogni studente (o gruppo) presenterà il progetto durante le lezioni finali del corso. Gli elaborati verranno consegnati ai docenti al termine del corso.
Testi
Slides, lezioni registrate e riferimenti bibliografici sono tutti disponibili sulla pagina del corso sulla piattaforma Kiro.
Contenuti
Biomedical Data
Missing Values
Topological Approaches and Dimensionality Reduction
Temporal Data and Mixed Effect Models
Electronic Phenotyping
Multimodal and Graph Representation Learning
NLP
Foundation Models for Healthcare
Survival Analysis
Reinforcement Learning
Network Learning
Agents Based Modeling
Ethical AI (Bias, Fairness, XAI)
Missing Values
Topological Approaches and Dimensionality Reduction
Temporal Data and Mixed Effect Models
Electronic Phenotyping
Multimodal and Graph Representation Learning
NLP
Foundation Models for Healthcare
Survival Analysis
Reinforcement Learning
Network Learning
Agents Based Modeling
Ethical AI (Bias, Fairness, XAI)
Lingua Insegnamento
INGLESE
Altre informazioni
NA
Corsi
Corsi (2)
BIOINGEGNERIA
Laurea Magistrale
2 anni
COMPUTER ENGINEERING
Laurea Magistrale
2 anni
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