Материал из MachineLearning.

Содержание 1 Эффективность тромболитической терапии 2 Линейные размеры тысячефранковых банкнот 3 Токсичность рыб 4 Биоразлагаемость молекул 5 Клетки опухолей груди 6 Открытие депозита 7 Использование велопроката в Вашингтоне 8 Сейсмическая опасность в шахтах 9 Преступность и демографические характеристики 10 Данные антропометрии 11 Вакцина против вируса папилломы человека 12 Вкус португальского вина 13 Массовая доля жира в организме 14 Состав бетона 15 Солнечная активность 16 Генетически модифицированные мыши с синдромом Дауна 17 Потребление бензина 18 Надёжность шарикоподшипников 19 Интеллект и размер головного мозга 20 Внешний вид и привлекательность самок мечехвостов 21 Пожертвования на благотворительность 22 Стоимость подержанных автомобилей 23 Диагностика заболеваний позвоночника 24 Продажи платьев 25 Лесные пожары в парке Монтезинью 26 Ценообразование бриллиантов 27 Ссылки

Эффективность тромболитической терапии

Собраны данные по 206 пациентам второго кардиологического отделения московской городской клинической больницы №25. Имеются результаты 14 анализов, а также 8 дополнительных признаков, описывающих пациента (пол, возраст, курение, наличие диабета и т.д.)

Яковлева: построить функцию, оценивающую вероятность выздоровления пациента в результате тромболитической терапии по приведённым признакам.

Линейные размеры тысячефранковых банкнот

Имеются данные измерений двухсот швейцарских тысячефранковых банкнот, бывших в обращении в первой половине XX века. Сто из банкнот были настоящими, и сто — поддельными. Измерены следующие величины:  — длина банкноты,  — ширина банкноты с левой стороны,  — ширина банкноты с правой стороны,  — расстояние от нижнего края до рамки рисунка,  — расстояние от нижнего края до рамки рисунка,  — длина диагонали рисунка.

Виденеева: построить функцию, оценивающую по данным измерений вероятность того, что имеющаяся банкнота фальшивая; сравнить эффективность выявления фальшивых купюр по признакам и по признакам , сделать выводы.

Токсичность рыб

Полихлорированные дифенилы — органические соединения, активно использовавшиеся в промышленности до 1970 годов, когда была показана их токсичность. Накопление ПХБ в организме приводит к подавлению иммунитета, провоцирует развитие рака, поражений печени, почек, нервной системы, кожи, способствуют развитию детской патологии. Из-за накопления ПХБ в озёрах США некоторые виды рыб в некоторых областях запрещены к употреблению в пищу. Для своевременного обновления таких запретов необходимо периодически проводить мониторинг ПХБ. К сожалению, существует 209 различных разновидностей ПХБ, концентрация каждой из которых измеряется отдельным тестом. Для 69 видов рыбы известны концентрации семи соединений ПХБ (в миллионных долях), а также суммарная концентрация всех разновидностей ПХБ, их токсическая эквивалентность (TEQ) и суммарная токсическая эквивалентность образца, определяемая также вкладом диоксинов и фуранов.

Омельченко: насколько точно токсичность рыбы можно предсказывать по концентрации только нескольких ПХБ? Концентрации какого минимального количества соединений ПХБ нужно измерить, чтобы достаточно точно предсказать суммарную токсичность, или хотя бы токсичность только совокупности ПХБ?

Биоразлагаемость молекул

1055 химических молекул описаны с помощью 41 признака (число атомов кислорода, нитратных групп, донорных связей с водородом, потенциал ионизации и т.д.); 355 из них биоразложимы.

Плавин: какие свойства молекул влияют на их биоразлагаемость?

Клетки опухолей груди

357 испытуемым с доброкачественными и 212 со злокачественными опухолями груди была сделана тонкоигольная аспирационная пункция с гистологическим исследованием пунктата. По полученным изображениям определялись следующие признаки опухолевых клеток: радиус, однородность текстуры, периметр, площадь, гладкость, компактность, степень вогнутости, доля вогнутых участков контура, симметричность, фрактальная размерность. Для каждого изображения были рассчитаны среднее значение каждого из этих признаков, стандартное отклонение и среднее по трём клеткам с максимальным значением признака.

Иноземцев: оценить вероятность того, что опухоль злокачественная, по набору рассчитанных по изображению признаков, дать интерпретацию коэффициентов.

Открытие депозита

Имеются результаты обзвона 4119 клиентов португальского банка, которым предлагалось завести депозит. Известны социально-демографические характеристики клиентов, история предыдущих коммуникаций, социально-экономические показатели на момент совершения звонка.

Кучин: какие признаки определяют готовность клиента открыть депозит по результатам обзвона?

Использование велопроката в Вашингтоне

Имеются данные использования городского велопроката Вашингтона за каждый день 2011-2012 годов; известны также данные о погоде и ряд календарных признаков.

Ефимова: построить модель использования велопроката в зависимости от имеющихся признаков. Достаточно ли использовать дату с точностью до сезона, или месяц позволяет предсказывать значение признака значимо лучше? Есть ли смысл в использовании полной информации о днях недели, или достаточно разделять выходные и рабочие дни?

Сейсмическая опасность в шахтах

Собраны данные мониторинга сейсмической активности в польских угольных шахтах столбовой системы разработки. При сейсмической опасности существует серьёзный риск обрушения; в этом случае необходимо отозвать рабочих или использовать направленные взрывы для нейтрализации напряжения породы. Для каждого измерения известен бинарный индикатор сейсмической опасности — наличия в следующую восьмичасовую смену сейсмических толчков с энегрией выше Джоулей.

Газизулллина: построить модель сейсмической опасности, дать интерпретацию вклада показателей сейсмической активности.

Преступность и демографические характеристики

Данные собраны из переписи населения США 1990 года, отчёта ФБР о преступности за 1995 год и опроса сотрудников полиции LEMAS за 1990 год. По 2215 округам собрана статистика преступлений и 125 демографических показателей.

Лийко: построить функцию, оценивающую число поджогов на сто тысяч населения по демографическим показателям, дать интерпретацию коэффициентов модели.

Чжен: построить функцию, оценивающую абсолютное число автомобильных краж по демографическим показателям, дать интерпретацию коэффициентов модели.

Данные антропометрии

Для 247 мужчин и 260 женщин измерены две группы антропометрических показателей – легко измеримые характеристики скелета и обхваты, всего 21 признак. Указаны возраст, пол, вес и рост.

Черепанов: построить функцию, оценивающую по наименьшему набору признаков вероятность того, что испытуемый — женщина, и доверительный интервал для этой вероятности.

Гринчук: построить функцию, оценивающую возраст по имеющимся признакам; сравнить эффективность оценки возраста при отсутствии информации по обхватам и отсутствии информации по характеристикам скелета.

Вакцина против вируса папилломы человека

Собраны данные по 1413 пациенткам клиник при университете Джона Хопкинса, проходившим с 2006 по 2008 вакцинацию против папилломавируса человека препаратом Гардасил. Рекомендуемый курс — три укола в течение года — был пройдён только 469 пациентками. Производитель препарата исследует, в каких демографических группах и каком способе получения вакцины проведение полного курса наиболее вероятно.

Лукманов: построить модель вероятности прохождения полного курса вакцинации в течение года, оценить вклад факторов.

Вкус португальского вина

Для 1599 образцов красного и 4898 белого португальского вина известны оценки (от 0 до 10), выставленные дегустаторами при слепом тестировании, а также значения одиннадцати биохимических показателей, полученных при лабораторном анализе.

Дербышев: построить модель экспертной оценки по характеристикам вина, оценить влияние содержания алкоголя на экспертную оценку.

Веринов: построить функцию, оценивающую вероятность того, что вино, для которого известны биохимические характеристики и экспертная оценка, является красным. Оценить влияние экспертной оценки на эту вероятность.

Массовая доля жира в организме

Массовая доля жира, важная характеристика здоровья, рассчитывается через плотность тела, измеряемую при помощи взвешивания в воде. Для 252 мужчин проведены такие расчёты. Имеются также данные антропометрии (возраст, рост, вес, обхват грудной клетки и т.д.)

Жуков: построить функцию, оценивающую массовую долю жира без использования данных взвешивания в воде, оценить вклад признаков.

Состав бетона

Для 103 образцов раствора бетона известно содержание в кубическом метре семи основных компонент, для каждого образца измерены также осадка, растекание и прочность на сжатие.

Игнатов: построить функцию, оценивающую растекание бетона по его составу, оценить вклад признаков.

Солнечная активность

Имеется 1066 наблюдений над различными участками поверхности Солнца. Известны: класс участка, размер максимального пятна на участке, распределение пятен, относительная активность, тип эволюции участка, код активности в предыдущие 24 часа, площадь участка. Известны также сложность участка в наблюдавшемся прошлом и при последнем повороте вокруг Солнца. Известно также число вспышек на каждом участке в течение 24 часов после начала наблюдения, причём вспышки разделены на три категории по мощности.

Шинкевич: построить модель, по свойствам участка предсказывающую суммарную вероятность возникновения вспышек любого типа и доверительный интервал для неё.

Усманова: построить модель, по свойствам участка предсказывающую суммарное число вспышек в последующие 24 часа, дать интерпретацию коэффициентов.

Генетически модифицированные мыши с синдромом Дауна

Синдром Дауна — геномная патология, характеризующаяся наличием дополнительной копии генетического материала по 21-й хромосоме. В целях исследования болезни Дауна была создана популяция мышей с внедрённой копией одного из участков 21-й хромосомы человека. Первому поколению мышей внедрялся один из четырёх участков, затем они скрещивались с немодифицированными мышами, и внедрённый участок мог передаваться потомкам. Все они оказались слепыми, поэтому невозможно было провести прямую проверку уровня их интеллекта. Для 500 особей известны: наименование внедрённого участка хромосомы (A=141G6; B=152F7; C=230E8; D=285E6), номер линии мышей (мыши, произошедшие от одной и той же трансгенной особи, относятся к одной линии), пол особи, вес, возраст, в котором он был измерен, номер клетки, в которой жила особь, а также индикатор содержания в её ДНК человеческого материала.

Кулунчаков: люди, страдающие болезнью Дауна, более склонны к ожирению; справедливо ли это для генетически модифицированных мышей? Исследовать различия с учётом всех остальных факторов.

Потребление бензина

Для 398 автомобилей известен расход топлива по городу (в милях на галлон), а также их технические характеристики.

Фатыхов: построить модель расхода бензина в зависимости от характеристик автомобиля.

Надёжность шарикоподшипников

Мерой надёжности шарикоподшипников служит величина  — максимальное число оборотов, которое выдерживает 90% одинаковых подшипников. Имеются данные измерений надёжности по шарикоподшипникам трёх производителей (для одного из производителей исследовано три вида подшипников), для каждого испытания указаны диаметр и число шаров в подшипнике, нагрузка и величина .

Бондарчук: построить функцию, оценивающую по имеющимся признакам, оценить вклад признаков.

Интеллект и размер головного мозга

Исследование зависимости между интеллектом и размером головного мозга проводилось среди студентов психологического факультета крупного университета. Все испытуемые должны были быть правшами, а также не иметь повреждений мозга, эпилепсии, алкоголизма и сердечных заболеваний. Участники предварительного этапа эксперимента прошли несколько IQ-тестов, после чего для дальнейшего участия было отобрано 20 мужчин и 20 женщин, имевших коэффициент интеллекта либо ниже 103, либо выше 130 баллов. Для каждого из отобранных при помощи магнитно-резонансной томографии были получены 18 снимков срезов головного мозга, и общее количество пикселей на всех 18 снимках было принято в качестве меры объёма мозга. Помимо этого, были собраны данные о росте и массе тела испытуемых.

Макарова: проанализировать, какие из факторов значимо влияют на объём головного мозга; проверить, по какой из двух групп факторов можно предсказывать объём головного мозга с большей уверенностью — по результатам тестов интеллекта, или по полу, росту и весу.

Внешний вид и привлекательность самок мечехвостов

Изучалось влияние внешних характеристик самок морских ракообразных мечехвостов на их привлекательность для самцов. Выборка состоит из данных о наблюдениях над 173 особями и содержит закодированные данные о размере самок, их весе, цвете, состоянии панциря, а также о количестве спутников.

Рубцовенко: построить функцию, по внешним параметрам самки предсказывающую количество спутников у самки, оценить значимость каждого фактора.

Пожертвования на благотворительность

Благотворительная организация разослала 4268 писем с предложением сделать пожертвование и получила отклик с пожертвованиями от 1707 адресатов. Для каждого адресата известны: индикатор ответа на предыдущее письмо, число недель, прошедших с момента предыдущего пожертвования, размеры текущего, предыдущего и среднего по всем предыдущим пожертвованиям в голландских гульденах, число писем, отправляемых адресату в год, доля писем, в ответ на которые приходят пожертвования.

Пономарев: построить функцию, оценивающую вероятный размер пожертвования от адресата по историческим данным.

Васильев: построить функцию, оценивающую вероятность получения пожертвования от адресата по историческим данным.

Стоимость подержанных автомобилей

Имеются данные о стоимости 804 подержанных автомобилей и их характеристиках: известны пробег, производитель, модель, вид модели, тип кузова, число цилиндров, объём двигателя, число дверей, а также наличие или отсутствие круиз контроля, продвинутой звуковой системы и кожаной обивки сидений.

Швец: построить модель стоимости автомобиля по данному набору признаков.

Диагностика заболеваний позвоночника

Для 310 испытуемых измерены: наклон и смещение таза, угол изгиба поясницы, наклон плоскости тазовой поверхности крестца, радиус таза, степень смещения позвонков. Каждый из испытуемых либо здоров, либо болен спондилолистезом или межпозвонковой грыжей.

Попова: построить функцию, предсказывающую вероятность наличия заболевания позвоночника, и доверительный интервал для неё.

Продажи платьев

Имеются данные по продажам 479 платьев на сайте aliexpress.com за полтора месяца осени 2013 года. Для каждого из платьев известны также стиль, ценовая категория, рейтинг, размер, сезон, ряд характеристик внешнего вида и индикатор участия в программе рекомендаций.

Аверьянов: оценить влияние рейтинга товаров на продажи с учётом остальных факторов.

Лесные пожары в парке Монтезинью

Данные собраны в 2001-2003 годах в португальском природном парке Монтезинью. Известны: месяц и день недели, температура воздуха, относительная влажность, скорость ветра, число выпавших осадков, значения четырёх метеорологических индексов, координаты зоны, в которой были произведены эти измерения (см. рис.), а также площадь леса, уничтоженного произошедшим в этот день пожаром (если он был).

Липатова: построить модель, позволяющую оценить по рассматриваемым признакам вероятность пожара.

Ценообразование бриллиантов

Имеются данные о цене и свойствах 53940 бриллиантов. Известны: линейные размеры и признаки, построенные на их комбинациях, вес в каратах, цвет (закодирован буквами латинского алфавита: наиболее чистый цвет — буквой D, менее чистые — буквами E, F, G и т.д., чем ближе к концу алфавита, тем "грязнее"), группа чистоты (отсутствие дефектов, профессиональная оценка, выдаваемая специалистами при исследовании бриллианта в лупу десятикратного увеличения; бриллианты без трещин и включений получают оценку IF ("internally flawless"), далее в порядке убывания чистоты следуют группы VVS1 и VVS2 ("very very slightly imperfect"), VS1 и VS2 ("very slightly imperfect")), стоимость бриллианта в долларах США.

Карасиков: существует общепринятая система классификации бриллиантов на мелкие — до 0.29 карата, средние — от 0.30 до 0.99 карата и крупные — свыше 1 карата. Достаточно ли для предсказания цены знать о весе бриллианта только к какому классу он относится, или предсказания с использованием знаний о точном весе значимо лучше?

Ссылки

• psad.homework@gmail.com
• Статистический анализ данных (курс лекций, К.В.Воронцов)
• Практические задания для студентов ФУПМ МФТИ (2015 год)