Criação de um Módulo de Aprendizagem Computacional Automatizada para Cientistas de Dados

Abstract

A área de Aprendizagem Computacional nunca teve tanto interesse e influência como nos dias de hoje. Várias são as outras áreas em que esta pode acrescentar valor e fazer face à crescente necessidade de melhoria, desde a área humana em que as nossas decisões são tomadas por algoritmos informáticos que foram desenvolvidos para executar determinadas tarefas, à área industrial onde as empresas recorrem a Aprendizagem Computacional para obter valor da quantidade enorme de dados que produzem. Contudo, desenvolver sistemas de Aprendizagem Computacional não é trivial, exigindo muito conhecimento e tempo, tornando assim o trabalho limitado a pessoas com experiência na área.Aprendizagem Computacional Automatizada (AutoML) procura remover limitações associadas ao desenvolvimento de sistemas dotados de inteligência ao automatizar as diferentes fases de um projecto de Aprendizagem Computacional. Esta nova área tenciona fazer face à necessidade crescente de ferramentas que tornam Aprendizagem Computacional mais acessível e menos complexa.Neste trabalho explorámos as capacidades actuais de AutoML de forma a implementar um módulo de AutoML. O módulo implementado está capacitado para realizar diversas etapas de um projecto de Aprendizagem Computacional de forma automatizada. Além disso, explorámos também um cenário onde AutoML pode ser integrado. Neste sentido, o módulo implementado foi integrado num assistente virtual, criando assim uma prova de conceito que permite a execução de operações de AutoML com recurso à comunicação em linguagem natural. Os resultados obtidos demonstram que as duas ferramentas implementadas permitem ultrapassar duas dificuldades no que toca à implementação de projectos de Aprendizagem Computacional. Por um lado, o módulo de AutoML reduz a complexidade associada ao desenvolvimento de sistemas inteligentes, permitindo assim que indivíduos sem conhecimento em Aprendizagem Computacional possam beneficiar da mesma. Por outro, o assistente virtual implementado elimina a necessidade de experiência de programação que é, por norma, fundamental em projectos de Aprendizagem Computacional.

The area of Machine Learning has never had as much interest as it has today. There are several other areas in which it can add value and address the growing need for improvement, from the human area in which our decisions are made by computer algorithms that were developed to perform certain tasks, to the industrial area where companies make use of to Machine Learning to gain value from the huge amount of data they produce. However, developing a Machine Learning system is not trivial. It is a complex task that requires a large amount of knowledge and time, limiting its development to people with experience in the area.Automated Machine Learning (AutoML) seeks to remove the limitations associated with developing intelligent systems by automating the different phases of a Machine Learning project. This new area aims to address the growing need for tools that make Machine Learning more accessible and less complex.In this work, we explored the current capabilities of AutoML in order to develop an AutoML module. The implemented module is able to execute several phases of a Machine Learning project in an automated way. In addition, we also explored a scenario where AutoML could be integrated. In this respect, the implemented module was integrated in a virtual assistant, thus creating a proof of concept that allows the execution of AutoML operations using natural language. Our results suggest that the two implemented tools enable to overcome two obstacles related with the implementation of Machine Learning projects. On one hand, the AutoML module reduces the complexity associated with the development of intelligent systems, thus allowing individuals without knowledge in Machine Learning to benefit from it. On the other hand, the implemented virtual assistant eliminates the need for programming experience, that is usually vital in Machine Learning Projects.