Grafikus neurális hálózatok

Grafikus neurális hálózatok

Kiszállító intézmény

Informatika
mesterséges intelligencia

Oktató(k):

1

Kezdési dátum

Zárónap

Tanulmányi terület

CHARM prioritási mező

Tanulmányi szint

Tanulmányi terhelés, ECTS

6

Rövid leírás

Ez a kurzus bemutatja a gráf neurális hálózatok elméleti alapjait, architektúráit és alkalmazásait. A kurzus keretében szó esik az üzenetátviteli keretrendszerekről, a gráfkonvolúciós modellekről, valamint a heterogén és dinamikus gráfokhoz kifejlesztett fejlett architektúrákról. A hallgatók megtanulják, hogyan kell GNN-eket tervezni, megvalósítani és értékelni olyan feladatokhoz, mint a csomópontok osztályozása, az élek előrejelzése és a gráfszintű reprezentáció-tanulás.

Részletes leírás

A kurzus átfogó ismereteket nyújt a gráfalapú mélytanulásról. A gráfelmélet alapjaival és a hálózatok ábrázolásának alapfogalmaival kezdődik, majd a spektrális és térbeli GNN-megközelítések részletes tanulmányozásával folytatódik. A kurzus során a legfontosabb modelleket – köztük a GCN-t, a GAT-ot, a GraphSAGE-et és a heterogén GNN-eket – is megvizsgáljuk. A gyakorlati foglalkozások során a résztvevők a PyTorch Geometric és a DGL könyvtárak segítségével alkalmazzák a GNN-eket valós adatkészleteken. A kurzus a gráf-tanulás területén jelenlegi kutatási trendek, a skálázhatósággal kapcsolatos kihívások és az értelmezhetőség megvitatásával zárul.

Tanulási eredmények

A tanfolyam végén a hallgató képes lesz a következőkre:

magyarázza el a gráfábrázolás-tanulás alapjául szolgáló matematikai elveket.

szabványos GNN-architektúrák megvalósítása és betanítása.

a modell teljesítményének értékelése gráfstruktúrájú adatokon.

GNN-architektúrák tervezése és adaptálása új feladatokhoz és heterogén gráfokhoz.

kritikusan elemezni a GNN területén megjelent tudományos cikkeket.

A kurzus követelményei

Szilárd alapismeretek a lineáris algebrában, a valószínűségszámításban és a gépi tanulásban.

A Python és a mélytanulási keretrendszerek (lehetőleg a PyTorch) gyakorlati ismerete.

Szabad helyek

60

A kurzushoz tartozó irodalom (kötelező vagy ajánlott):

Ajánlott irodalom: W. Hamilton, Graph Representation Learning, Morgan & Claypool, 2020.

Ajánlott: Z. Wu és társai, „A Comprehensive Survey on Graph Neural Networks” (Átfogó áttekintés a gráf neurális hálózatokról), IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2021.

T. Kipf és M. Welling: „Félig felügyelt osztályozás gráfkonvolúciós hálózatokkal”, ICLR, 2017.

Y. Hu és társai: „Heterogén gráf-neurális hálózatok a skálázható aszimmetrikus utazó ügynök-probléma optimalizálásához”, Neurocomputing, 2025.

Tervezett oktatási tevékenységek és tanítási módszerek:

Elméleti és modellezési előadások.

Programozási gyakorlatok a megvalósítás és a kísérletezés céljából.

Csoportos projekt, amelyben a GNN-eket valós adathalmazra alkalmazzuk.

Előadások és hallgatói prezentációk a legújabb kutatásokról.

Tantárgykód

IPM-24fmiGNNEG

Nyelv

Értékelési módszer

Végleges tanúsítás

Tanulmányi eredményekről szóló igazolás

Módszer

Használatban lévő tanulásirányítási rendszer

Canvas és Teams

A hallgató heti óraszáma:

4

A heti rendszeres tanítási nap és időpontja

Pénteken, 10:00–12:00 (előadás) Pénteken, 12:00–14:00 (gyakorlat)

Időzóna