Algoritmos de aprendizaje no supervisado

K-Means performance

We can use elbow for optimal K method.

RESUMEN

Describe el enfoque de aprendizaje no supervisado llamado K-means, que busca encontrar una estructura en los datos mediante la asignación de puntos de datos a grupos específicos, conocidos como clusters. Para hacer esto, K-means utiliza centroides que representan cada cluster y se colocan inicialmente de manera aleatoria. El objetivo es actualizar la posición de los centroides encontrando la media de los puntos de datos que pertenecen a cada cluster, lo que permite actualizar la asignación de puntos de datos y los clusters. El parámetro más importante en K-means es el número de clusters, conocido como “K”. Además, el texto menciona la función de coste que se busca optimizar durante la ejecución de K-means y la regla de actualización que se utiliza para actualizar los centroides. Por último, se describe un ejemplo visual que muestra cómo cambia la asignación de puntos de datos a clusters a lo largo de varias iteraciones.

Muy interesante, de esta forma puedo determinar una ruta optima para la entrega de muchos paquetes

Los centroides in k-means representan posiciones en el espacio que se supone que representan cada una de las features de entrada.

Me parece una buena forma de comprender lo que hace cada algoritmo para que nuestro abordaje de los problemas, como científicos de datos, sea racional y explicable.

Tres ingredientes de un algoritmo:

• Proceso de decisión: la forma en la que el modelo hace una predicción, generalmente mediante el uso de parámetros.

• Función de coste: la forma en que la predicción del modelo se compara con el objetivo de salida o meta.

• Regla de actualización: forma en la que el modelo actualiza y cambia sus parámetros para mejorar las predicciones.

Copienlo en Collab y pruebenlo k-means

from sklearn.cluster import KMeans
import numpy as np
from sklearn import datasets
import pandas as pd

import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn import metrics

DATOS = datasets.load_wine()

DataTarget = DATOS.target

col_list = DATOS.feature_names
DataToTrain = pd.DataFrame(DATOS.data, columns = col_list)
print(col_list)

K_optimo = 0;
Mejor = 0

for K in range(2,8):

# Variamos K
model = KMeans(n_clusters= K, max_iter=1000) 

#Se entrena modelo
model.fit(DataToTrain)  

y_labels = model.labels_ 

#Creamos prediccion
y_kmeans = model.predict(DataToTrain) 

# Revisamos la precicion del modelo
accuracy = metrics.adjusted_rand_score(DataTarget, y_kmeans) 
print(K,' ',accuracy)

if accuracy > Mejor:    
    K_optimo = K
    Mejor = accuracy

print(’’)
print(f’Max accuracy: {round(Mejor,3)}% \nUsando K: {K_optimo} ')

K = K_optimo

model = KMeans(n_clusters= K, max_iter=1000)
model.fit(DataToTrain)

y_labels = model.labels_

#Creamos prediccion
y_means = model.predict(DataToTrain)

#GRAFIQUE 2 FEATURES PARA VER SI HAY RELACION

plt.scatter(DataToTrain[‘alcohol’], DataToTrain[‘hue’], c=y_means, s=30)
plt.xlabel(‘Alcohol’, fontsize = 10)
plt.ylabel(‘Hue’, fontsize = 10)

This video makes a good exposition about k means

Un saludo desde El Salvador, os dejo un ejemplo de K-means

from sklearn.cluster import KMeans
import numpy as np
from sklearn import datasets
import pandas as pd

import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn import metrics

DATOS = datasets.load_wine()

DataTarget = DATOS.target

col_list = DATOS.feature_names
DataToTrain = pd.DataFrame(DATOS.data, columns = col_list)
print(col_list)

K_optimo = 0;
Mejor = 0

for K in range(2,8):

# Variamos K
model = KMeans(n_clusters= K, max_iter=1000) 

#Se entrena modelo
model.fit(DataToTrain)  

y_labels = model.labels_ 

#Creamos prediccion
y_kmeans = model.predict(DataToTrain) 

# Revisamos la precicion del modelo
accuracy = metrics.adjusted_rand_score(DataTarget, y_kmeans) 
print(K,' ',accuracy)

if accuracy > Mejor:    
    K_optimo = K
    Mejor = accuracy

print(’’)
print(f’Max accuracy: {round(Mejor,3)}% \nUsando K: {K_optimo} ')

#SEGUNDA PARTE PREDICCION
#==========================

K = K_optimo

model = KMeans(n_clusters= K, max_iter=1000)
model.fit(DataToTrain)

y_labels = model.labels_

#Creamos prediccion
y_means = model.predict(DataToTrain)

GRAFIQUE 2 FEATURES

#====================

plt.scatter(DataToTrain[‘alcohol’], DataToTrain[‘hue’], c=y_means, s=30)
plt.xlabel(‘Alcohol’, fontsize = 10)
plt.ylabel(‘Hue’, fontsize = 10)

Un hilo interesante a leer sobre el uso del Elbow Plot ~

Estoy impresionado con el uso de K-means. Es un dato a tener en cuenta. Ademas, su desarrollo permite mejorar el aprendizaje de este.

He usado en diferentes ejercicios este data set y solamente conocía que eran diferentes especies de un mismo genero de plantas, acá esta la historia del origen de este dataset y para que fue pensando inicialmente. Es una buena practica entender de donde provienen nuestros datos. https://towardsdatascience.com/the-iris-dataset-a-little-bit-of-history-and-biology-fb4812f5a7b5

Los algoritmos de aprendizaje no supervisado son un tipo de algoritmo de aprendizaje automático que se utiliza cuando no se dispone de etiquetas o valores en los datos de entrada. A diferencia de los algoritmos de aprendizaje supervisado que se utilizan para problemas de clasificación y regresión, los algoritmos de aprendizaje no supervisado se centran en encontrar patrones, estructuras ocultas o agrupaciones en los datos sin ninguna orientación previa.

Los algoritmos de clustering son utilizados para determinar si un artículo es sensaionalista o no (fake news)