Tantárgy » BMEVIMIMB10
Megbízható mesterséges intelligencia és adatelemzés
Trustworthy AI and Data Analysis
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Megbízható mesterséges intelligencia és adatelemzés
Trustworthy AI and Data Analysis
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIMIMB10 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 5 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
DR. Gönczy László
beosztás: egyetemi docens
elérhetőség:
gonczy.laszlo@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
Mesterséges Intelligencia és Rendszertervezés Tanszék
|
||||||||||||
| Kar | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Tantárgy weboldala | https://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimimb10 | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
Az előadások részletes tematikája:
- A megbízhatóság és üzembiztonság alapfogalmai és értelmezésük az adatelemzés és a mesterséges intelligencia területén. A megbízható adatelemzés és mesterséges intelligencia megközelítései, az emberközpontú mesterséges intelligencia. Az etikus adatelemzés és etikus MI etikai háttere, jogi szabályozásai, szabványosítása és jó mérnöki gyakorlatban való megjelenései.
- Az adat megbízhatósága/minősége. Intelligens módszerek bemenetének előállítása és ellenőrzése: Feltáró adatelemzés céljai és alkalmazása. Adatminőség mérése, adatok feldolgozása, tidy data, ETL / ELT keretrendszerek, automatizált adatfeldolgozás és -megjelenítés. Mérnöki feltételezések felhasználása adatelemzésben: oksági, időbeli és topologikus kapcsolatok figyelembevétele.
- Az adat megértése és magyarázhatósága adatvizualizációval: összehasonlítás, trendelemzés, kiugró értékek keresése, kapcsolatok meghatározása, csoportosítás. Vizualizáció felhasználási esetei és ezek támogató technológiái: monitorozás/dashboard, üzleti jelentés, alternatívák/hipotézisek kiértékelése, megismételhető kutatás.
- Adatelemzési és gépi tanulási modellek kiértékelése, tesztelése, és garantálása: teljesítménymetrikák definiálása, alternatívák kiértékelése, eredmények és paraméterezés kiértékelésének vizuális támogatása. Érzékenységvizsgálat, változók fontosságának vizsgálata.
- Az adatelemzés életciklusa. Felhő alapú rendszerek. Blokklánc alkalmazása adatok megosztásának folyamatában.
- Kvalitatív modellek használata megbízható rendszerek felépítésének és változásainak leírására. Kvalitatív modellek/modellrészletek validálása mért adatok alapján.
- Adat alapú modellalkotás: Folyamatbányászat (process mining) módszerei és alkalmazásai: modellalkotás, konformanciavizsgálat, logelemzés, fraud detection. Üzleti szabályrendszerek adatalapú paraméterezése, szabálybányászat.
- Intelligens tanuló módszerek felhasználása kritikus rendszerekben. Hibatűrő minták alkalmazása. Tesztgenerálás MI szolgáltatásokhoz.
- Megbízható és magyarázható mesterséges intelligencia: fekete és fehér doboz megközelítések. Valószínűségi és oksági modellek.
- Megbízható valószínűségi, oksági, döntéselméleti, és kontrafaktuális érvelés.
- Értelmezhető MI modellek a megbízható MI formalizálásában: magyarázhatóság, hasznosság, igazságosság.
- Fehér doboz modellek életciklusa, auditálás, modellek kiértékelése és kockázatelemzése: ALTAI megközelítés, modellek elfogadásának/átvételének folyamata, analitikus/hibrid módszerek, modelltesztelés, magyarázatgenerálás.
- Fekete doboz modellek magyarázhatósága, egyszerűbb modellek származtatása
- Megbízható ember-gép hibrid rendszerek, „human in the loop" megközelítés, megbízható multiágens rendszerek.
A gyakorlatok részletes tematikája:
- Adatminőség kiértékelése, bemeneti adatok vizsgálata/transzformálása, data profiling.
- Vizuális feltáró adatelemzés, automatizált vizualizáció származtatás.
- Folyamatbányászat alkalmazása modellalkotásban és -validációban.
- Tesztgenerálás AI modellek fekete doboz teszteléséhez.
- Modellek érzékenységvizsgálata, változók hatáserősségének vizsgálata, CP, PDP, Shapley DALEX.
- Értelmezhető modellek származtatása, függetlenségek és oksági relációk reprezentálása
- Magyarázatgenerálás módjai, logikai, valószínűségi és oksági magyarázatok generálása.
A mesterséges intelligencia, a
gépi tanulás és az adatelemzés eredményei egyre elterjedtebben használtak
szolgáltatásként, beépített módon komplex, mindennapi célokat megvalósító
informatikai rendszerekben. Ezen informatikai rendszerek üzembiztonsága azonban
jelenleg gyakran nem megoldott, mivel
helyes működésükre tipikusan nincs garancia, fejlesztési/tesztelési módszereik
nem ismertek, robusztus működésük nem biztosított, és szándékos vagy véletlen
bemeneti adathibák ellen nem védettek. A megbízhatóság növelésére sokrétű
kutatási és szabályozási aktivitás irányul, amely új etikai, jogi, technológiai
és elméleti megközelítésekhez vezetett a társadalmi szintű kockázatok
kezelésére.
A tárgy célkitűzése a megbízható
adatelemzés, gépi tanulás, és mesterséges intelligencia megközelítéseinek,
fogalmainak és mérnöki gyakorlatának a bemutatása. A tárgy áttekinti az
intelligens algoritmusok informatikai rendszerekbe történő integrálásának
kérdéseit is, műszaki jellegű feladatok adatalapú megoldásának módszereit, és ezek
integrációját a fejlesztési/üzemeltetési folyamatokba.
A tárgy bemutatja az adatelemzés és mesterséges
intelligencia társadalmi szintű felhasználásának emberközpontú megközelítését,
annak etikai hátterét, jogi szabályozását, szabványokban történő megjelenését,
és jó mérnöki gyakorlatban való megjelenését. Mind az adatelemzés, mind az MI
esetében bemutatja az értelmezhetőség, a magyarázhatóság, a tesztelhetőség és
az érzékenységvizsgálat lehetőségeit és korlátait. Ismerteti az adatelemzési
munkafolyamatának és egy MI szolgáltatás/termék létrehozásának az
életciklusának az átfogó formalizálását, speciálisan azok blokklánc eszközökkel
hitelesített dokumentálását és az eredmény auditálását.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
Előadás és
gyakorlat.
Tanulástámogató anyagok
Online források
A tantárgyban kiadott elektronikus; segédanyagok, fóliasorok, interaktív Jupyter Notebook jegyzetek.Russell, Stuart J., Peter Norvig:; Artificial intelligence a modern approach. Pearson Education, Inc., 2010.Theus, Martin, and Simon Urbanek. Interactive; graphics for data analysis: principles and examples. CRC Press, 2008.Wickham, Hadley; Grolemund, Garrett; (2017). R for Data Science : Import, Tidy, Transform, Visualize, and Model; Data. Sebastopol, CA: O'Reilly Media. ISBN 978-1491910399. (elektronikusan; elérhető)Antal Péter (szerk.). Intelligens; adatelemzés. Typotex Kiadó, 2014. Elektronikusan elérhető jegyzet.Biecek, Przemyslaw, and Tomasz; Burzykowski. Explanatory model analysis: Explore, explain and examine; predictive models. Chapman and Hall/CRC, 2021. (elektronikusan elérhető)Cristoph Molnar. Interpretable; Machine Learning: A Guide For Making Black Box Models Explainable, Second; Edition, 2022. (elektronikusan elérhető)
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Alapvető
statisztikai ismeretek, adatszerkezetek, algoritmusok, mesterséges
intelligencia alapvető fogalmai
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Alapvető
statisztikai ismeretek, adatszerkezetek, algoritmusok, mesterséges
intelligencia alapvető fogalmai
Általános szabályok
Követelmények:
Szorgalmi
időszakban:
Házi feladat, melynek során a hallgatók az oktatókkal egyeztetett témában és adatkészleten kell egyéni feladatot elvégezni, melyen a pontszám 40%-át kell megszerezni az aláírás feltételeként.
Vizsgaidőszakban:
A hallgatók 30 fő alatti kurzus létszám esetén szóbeli, egyéb esetben írásbeli vizsgát tesznek, mely kiterjed az elméleti alapfogalmak ismeretére és azok gyakorlati alkalmazására is. A vizsgán legalább 40%-os eredményt kell elérni az elégséges osztályzathoz. A vizsga eredménye 60%-os, a házi feladat 40%-os súllyal számít bele a félév végi jegybe.
Pótlási lehetőségek:
A házi
feladat a pótlási hét végéig pótolható.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Nincs megadva.
Ajánlott tantárgyak
Matematikai
statisztika
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.