00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IC - INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO- IC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Seleção de características para otimização de modelos de aprendizagem de máquina: uma abordagem baseada em algoritmos genéticos
Título(s) alternativo(s): Feature selection for optimization of machine learning models: a genetic algorithm-based approach
Autor(es): Santos, Hugo Gabriel de Melo
Primeiro Orientador: Barboza, Erick de Andrade
metadata.dc.contributor.referee1: Nogueira, Bruno Costa e Silva
metadata.dc.contributor.referee2: Oliveira, Marcelo Costa
Resumo: Modelos preditivos de aprendizado de máquina dependem de um conjunto adequado de atributos para realizar classificações e previsões de forma eficiente. No entanto, a elevada dimensionalidade de dados apresenta desafios significativos, onde a qualidade e a relevância das características influenciam diretamente o desempenho dos modelos, podendo acarretar em problemas como aumento da complexidade computacional e dificuldade de encontrar padrões relevantes, fenômeno conhecido como "maldição da dimensionalidade". Este trabalho investiga a aplicação de algoritmos genéticos para a seleção de características em modelos de aprendizado de máquina, com o objetivo de otimizar seu desempenho preditivo, selecionando apenas as dimensões relevantes para o problema. Os algoritmos genéticos (GAs) são meta-heurísticas inspiradas no processo de seleção natural, utilizando operações como seleção, cruzamento e mutação para evoluir soluções ao longo de sucessivas gerações. Essas técnicas são amplamente utilizadas para resolver problemas de otimização complexos, especialmente aqueles que envolvem espaços de busca de alta dimensionalidade. A pesquisa aborda a aplicação tanto do Algoritmo Genético Convencional (GA) quanto de sua variante baseada em chaves aleatórias, BRKGA (Biased Random-Key Genetic Algorithm). Os experimentos demonstraram que ambas as abordagens são eficazes na redução da dimensionalidade dos dados, melhorando as métricas de desempenho, a partir da otimização da métrica F1-Score. A metodologia proposta não apenas contribui para o desenvolvimento de modelos mais robustos e escaláveis, mas também oferece maior interpretabilidade e eficiência computacional.
Abstract: Predictive machine learning models rely on an appropriate set of attributes to perform classifications and predictions efficiently. However, the high dimensionality of data presents significant challenges, where the quality and relevance of features directly influence model performance, potentially leading to problems such as increased computational complexity and difficulty in finding relevant patterns, a phenomenon known as the "curse of dimensionality."This work investigates the application of genetic algorithms for feature selection in machine learning models, aiming to optimize their predictive performance by selecting only the relevant dimensions for the problem. Genetic algorithms (GAs) are metaheuristics inspired by the process of natural selection, employing operations such as selection, crossover, and mutation to evolve solutions across successive generations. These techniques are widely used to solve complex optimization problems, especially those involving high-dimensional search spaces. The study addresses the application of both the Conventional Genetic Algorithm (GA) and its random-key-based variant, BRKGA (Biased Random-Key Genetic Algorithm). The experiments demonstrated that both approaches are effective in reducing the dimensionality of data, improving performance metrics through the optimization of the F1-Score. The proposed methodology not only contributes to the development of more robust and scalable models but also provides greater interpretability and computational efficiency.
Palavras-chave: Algoritmos genéticos – Seleção de características
Otimização – Aprendizado de máquina
Algoritmo Genético de Chaves Aleatórias Enviesadas
Algoritmo - BRKGA
Genetic algorithms - Feature selection
Optimization – Machine learning
Genetic Algorithm with Biased Random Keys
Algorithm - BRKGA
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia da Computação - Bacharelado
Citação: SANTOS, Hugo Gabriel de Melo. Seleção de características para otimização de modelos de aprendizagem de máquina: uma abordagem baseada em algoritmos genéticos. 2026. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia da Computação) – Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18635
Data do documento: 20-mai-2025
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