A Multi-Gene Genetic Programming Application for Predicting Students Failure at School

Several efforts to predict student failure rate (SFR) at school accurately still remains a core problem area faced by many in the educational sector. The procedure for forecasting SFR are rigid and most often times require data scaling or conversion into binary form such as is the case of the logistic model which may lead to lose of information and effect size attenuation. Also, the high number of factors, incomplete and unbalanced dataset, and black boxing issues as in Artificial Neural Networks and Fuzzy logic systems exposes the need for more efficient tools. Currently the application of Genetic Programming (GP) holds great promises and has produced tremendous positive results in different sectors. In this regard, this study developed GPSFARPS, a software application to provide a robust solution to the prediction of SFR using an evolutionary algorithm known as multi-gene genetic programming. The approach is validated by feeding a testing data set to the evolved GP models. Result obtained from GPSFARPS simulations show its unique ability to evolve a suitable failure rate expression with a fast convergence at 30 generations from a maximum specified generation of 500. The multi-gene system was also able to minimize the evolved model expression and accurately predict student failure rate using a subset of the original expressionComment: 14 pages, 9 figures, Journal paper. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1403.0623 by other author

Classification of microarray gene expression cancer data by using artificial intelligence methods

Günümüzde bilgisayar teknolojilerinin gelişmesi ile birçok alanda yapılan çalışmaları etkilemiştir. Moleküler biyoloji ve bilgisayar teknolojilerinde meydana gelen gelişmeler biyoinformatik adlı bilimi ortaya çıkarmıştır. Biyoinformatik alanında meydana gelen hızlı gelişmeler, bu alanda çözülmeyi bekleyen birçok probleme çözüm olma yolunda büyük katkılar sağlamıştır. DNA mikroarray gen ekspresyonlarının sınıflandırılması da bu problemlerden birisidir. DNA mikroarray çalışmaları, biyoinformatik alanında kullanılan bir teknolojidir. DNA mikroarray veri analizi, kanser gibi genlerle alakalı hastalıkların teşhisinde çok etkin bir rol oynamaktadır. Hastalık türüne bağlı gen ifadeleri belirlenerek, herhangi bir bireyin hastalıklı gene sahip olup olmadığı büyük bir başarı oranı ile tespit edilebilir. Bireyin sağlıklı olup olmadığının tespiti için, mikroarray gen ekspresyonları üzerinde yüksek performanslı sınıflandırma tekniklerinin kullanılması büyük öneme sahiptir. DNA mikroarray’lerini sınıflandırmak için birçok yöntem bulunmaktadır. Destek Vektör Makinaları, Naive Bayes, k-En yakın Komşu, Karar Ağaçları gibi birçok istatistiksel yöntemler yaygın olarak kullanlmaktadır. Fakat bu yöntemler tek başına kullanıldığında, mikroarray verilerini sınıflandırmada her zaman yüksek başarı oranları vermemektedir. Bu yüzden mikroarray verilerini sınıflandırmada yüksek başarı oranları elde etmek için yapay zekâ tabanlı yöntemlerin de kullanılması yapılan çalışmalarda görülmektedir. Bu çalışmada, bu istatistiksel yöntemlere ek olarak yapay zekâ tabanlı ANFIS gibi bir yöntemi kullanarak daha yüksek başarı oranları elde etmek amaçlanmıştır. İstatistiksel sınıflandırma yöntemleri olarak K-En Yakın Komşuluk, Naive Bayes ve Destek Vektör Makineleri kullanılmıştır. Burada Göğüs ve Merkezi Sinir Sistemi kanseri olmak üzere iki farklı kanser veri seti üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Sonuçlardan elde edilen bilgilere göre, genel olarak yapay zekâ tabanlı ANFIS tekniğinin, istatistiksel yöntemlere göre daha başarılı olduğu tespit edilmiştir

Learning Interpretable Rules for Multi-label Classification

Multi-label classification (MLC) is a supervised learning problem in which, contrary to standard multiclass classification, an instance can be associated with several class labels simultaneously. In this chapter, we advocate a rule-based approach to multi-label classification. Rule learning algorithms are often employed when one is not only interested in accurate predictions, but also requires an interpretable theory that can be understood, analyzed, and qualitatively evaluated by domain experts. Ideally, by revealing patterns and regularities contained in the data, a rule-based theory yields new insights in the application domain. Recently, several authors have started to investigate how rule-based models can be used for modeling multi-label data. Discussing this task in detail, we highlight some of the problems that make rule learning considerably more challenging for MLC than for conventional classification. While mainly focusing on our own previous work, we also provide a short overview of related work in this area.Comment: Preprint version. To appear in: Explainable and Interpretable Models in Computer Vision and Machine Learning. The Springer Series on Challenges in Machine Learning. Springer (2018). See http://www.ke.tu-darmstadt.de/bibtex/publications/show/3077 for further informatio

gramEvol: Grammatical Evolution in R

We describe an R package which implements grammatical evolution (GE) for automatic program generation. By performing an unconstrained optimization over a population of R expressions generated via a user-defined grammar, programs which achieve a desired goal can be discovered. The package facilitates the coding and execution of GE programs, and supports parallel execution. In addition, three applications of GE in statistics and machine learning, including hyper-parameter optimization, classification and feature generation are studied