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Integrando agrupamiento difuso C-Means y IA Explicable para una clasificación robusta de galaxias

Autores: Marín Díaz, Gabriel; Gómez Medina, Raquel; Aijón Jiménez, José Alberto

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Integrando agrupamiento difuso C-Means y IA Explicable para una clasificación robusta de galaxias


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Galaxias
Técnicas de aprendizaje automático
Agrupamiento Fuzzy C-Means
Métodos de explicabilidad
Características morfológicas
Valores SHAP

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La clasificación de galaxias ha avanzado significativamente utilizando técnicas de aprendizaje automático, ofreciendo una comprensión más profunda del universo. Este estudio se centra en la tipología de galaxias utilizando datos del proyecto Galaxy Zoo, donde las clasificaciones se basan en las opiniones de voluntarios no expertos, introduciendo un grado de incertidumbre. El objetivo de este estudio es integrar el agrupamiento Fuzzy C-Means (FCM) con métodos de explicabilidad para lograr un modelo preciso e interpretable para la clasificación de galaxias. Aplicamos FCM para gestionar esta incertidumbre y agrupar galaxias según sus características morfológicas. Además, utilizamos métodos de explicabilidad, específicamente valores SHAP (SHapley Additive exPlanations) y LIME (Local Interpretable Model-Agnostic Explanations), para interpretar y explicar los factores clave que influyen en la clasificación. Los resultados muestran que el uso de FCM permite una clasificación precisa mientras se gestiona la incertidumbre de los datos, con valores de precisión altos que cumplen las expectativas del estudio. Además, los valores SHAP y LIME proporcionan una comprensión clara de las características más influyentes en cada grupo. Este método mejora nuestra clasificación y comprensión de las galaxias y es extensible a estudios ambientales en la Tierra, ofreciendo herramientas para la gestión y protección ambiental. La metodología presentada destaca la importancia de integrar técnicas de FCM y XAI para abordar problemas complejos con datos inciertos.

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