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Unüberwachtes Lernen Klasse 9 ​

Gedankenexperiment: Goldrausch ​

Kalifornien, 1850. Deine Crew kann an drei Orten gleichzeitig graben. Auf einer Karte legst du drei Grabungsorte zufällig ab. Dann bekommst du nach und nach Hinweise, wo schon Gold gefunden wurde. Leider hast du ein schlechtes Gedächtnis.

Wiederhole:

  1. Ziehe eine Hinweiskarte (ein Fundort).
  2. Schiebe den nächstgelegenen Grabungsort ein Stück in Richtung des Fundorts.
  3. Lege die Karte verdeckt weg.

Nach vielen Karten liegen deine drei Grabungsorte ungefähr in der Mitte von drei Fundgebieten. Niemand hat dir gesagt, wo diese Gebiete sind: Du hast die Gruppen selbst gefunden.

Merke: Unüberwachtes Lernen

Beim unüberwachten Lernen gibt es keine Beschriftungen. Das Verfahren sucht selbstständig Ähnlichkeiten, Gruppen (Cluster) oder Auffälligkeiten in den Daten und macht so Zusammenhänge sichtbar, die man vorher nicht kannte.

k-Means ​

Das Goldrausch-Spiel ist eine Variante des k-Means-Verfahrens (k = Anzahl der Gruppen):

  1. Wähle k Zentren zufällig.
  2. Ordne jeden Datenpunkt dem nächstgelegenen Zentrum zu.
  3. Verschiebe jedes Zentrum in die Mitte „seiner“ Punkte.
  4. Wiederhole 2 und 3, bis sich die Zentren kaum noch bewegen.

Vergleich mit überwachtem Lernen ​

Überwachtes LernenUnüberwachtes Lernen
Daten mit Beschriftung („beißt“ / „beißt nicht“)Daten ohne Beschriftung
Ziel: neue Daten einer bekannten Kategorie zuordnenZiel: unbekannte Gruppen oder Ausreißer entdecken
Beispiel: Affen-SpielBeispiel: Goldrausch

Anwendungen ​

  • Kundengruppen erkennen (z. B. „Schnäppchenjäger“, „Markentreue“)
  • „Kunden, die das kauften, kauften auch …“
  • Cyberangriffe und Kreditkartenbetrug erkennen: ungewöhnliches Verhalten fällt aus allen Gruppen heraus
  • Fotos in der Galerie nach Gesichtern sortieren

Vertiefung Lk: Bei der Vektorquantisierung wird jeder Datenpunkt durch sein nächstgelegenes Zentrum ersetzt, z. B. um Bilder mit wenigen Farben darzustellen.