Predicción local mediante algoritmos evolutivos

• Autores: Cristóbal Luque del Arco-Calderón
• Directores de la Tesis: Pedro Isasi Viñuela (dir. tes.) , José M. Valls Ferrán (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2010
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José Manuel Molina López (presid.) , Ricardo Aler Mur (secret.) , Javier Martínez Moguerza (voc.) , Asunción Mochón Sáez (voc.) , Juan Manuel Sánchez Pérez (voc.)
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• Resumen

  • Desde siempre, un problema clásico en el campo de la Inteligencia Artificial ha sido la búsqueda de la forma de predecir comportamientos a partir de una base de datos que modeliza tales comportamientos. Un claro ejemplo son las Series Temporales, que buscan representar mediante medidas el comportamiento de un fenómeno a lo largo de un periodo de tiempo. Otro ejemplo clásico ha sido la predicción de la cotización de las acciones en bolsa, bién tratada como serie temporal, o bien en función de ciertos medidores.

    El problema de la mayoría de los algoritmos de aprendizaje automático radica en su búsqueda de una aproximación global a estos problemas de predicción, es decir, buscan un modelo construido sobre todo el conjunto de patrones para predecir cualquier patrón. Esta tesis parte del planteamiento de que esta aproximación no es la más acertada, dado que no todos los patrones presentan las mismas características. Como ejemplo, un sistema de predicción de mareas que trate todos los patrones que representan las medidas del nivel del agua a lo largo de un año por igual nunca podrá ser tan acertado como uno que separe los patrones en conjuntos según la época del año, realice un aprendizaje para cada grupo, y posteriormente, según el grupo al que pertenezca, realice su labor de predicción correspondiente.

    Así pues, nuestro objetivo ha sido la búsqueda de un algoritmo inteligente que no sólo sea capaz de aprender a predecir, sino también a buscar y clasificar las peculiaridades de cada subconjunto de datos, descargando esta tarea del investigador que quiera usar el algoritmo. La potencia de los algoritmos desarrollados en esta tesis se basan en la búsqueda y aprendizaje de y sobre estos subjuntos especiales. Esto nos permite incluso buscar comportamientos anómalos de los datos, y realizar reglas de predicción para ellos, lo cual es de vital importancia a la hora de predecir catástrofes.

    En esta tesis se han desarrollado 2 algoritmos distintos, pero basados en la misma idea para el objetivo presentado. El primero está basado en las premisas de Packard sobre la predicción de sistemas dinámicos. La segunda es una idea completamente nueva, buscando una forma distinta de mejorar la primera aproximación. Ambos algoritmos se han usado sobre los mismos conjuntos de datos, obtenidos de campos completamente diferentes (series temporales artificiales, series reales, datos de bolsa, etc.), con unos resultados que mejoran, en la mayoría de los casos, los resultados de otros algoritmos clásicos avanzados de aprendizaje automático.