Roboty v bludisku - 9/10

Kontext

V výskumnom centre pre autonómne systémy sa testuje niekoľko typov robotov. Pre tieto experimenty bolo použitých niekoľko typov arén a každý robot sa riadi určitou stratégiou prieskumu. Počas každého experimentu je robot vybavený sadou senzorov a monitorovacích systémov, ktoré zbierajú informácie o jeho činnosti. Zaznamenané údaje popisujú rôzne aspekty správania robota a prostredia, v ktorom operuje.
Tieto údaje môžu zahŕňať číselné hodnoty (napríklad priemernú rýchlosť, prejdenú vzdialenosť, počet kolízií alebo zozbieraných predmetov), ale aj kategoriálne alebo popisné informácie (ako typ arény alebo podmienky prostredia). Analýzou týchto údajov možno pozorovať vzorce v tom, ako sa roboty pohybujú, skúmajú priestor, zbierajú predmety alebo reagujú na prekážky.

Analýza týchto údajov je dôležitá pre:

• identifikáciu stratégie, ktorou sa robot riadi na základe pozorovaného správania;
• pochopenie vlastností, ktoré odlišujú stratégie medzi sebou;
• budovanie modelov schopných automaticky rozpoznávať vzorce prieskumu.

Na vyriešenie tohto problému budete mať k dispozícii dva súbory:

• train.csv – obsahuje označené príklady použité na analýzu a trénovanie modelov;
• test.csv – obsahuje rovnaké premenné bez stĺpca strategy_label a používa sa na generovanie predikcií.

Stratégie robotov

V experimentoch sa používajú štyri typy stratégií:

• explorer – robot, ktorý sa snaží navštíviť čo najviac rôznych oblastí;
• collector – robot, ktorý sa zameriava na zbieranie predmetov;
• guardian – robot, ktorý hliadkuje a často sa vracia do rovnakých oblastí;
• sprinter – robot, ktorý sa pohybuje rýchlo, s dôrazom na rýchlosť a pokrytie v krátkom čase.

Popis dátovej sady

Každý riadok v súboroch train.csv a test.csv zodpovedá jednému experimentu.

Dátová sada obsahuje stĺpce, ktoré popisujú rôzne aspekty správania robota. Príklady takýchto charakteristík sú:

Požiadavky

Task 1 - Počet typov arén (15 bodov)

Pomocou údajov v súbore train.csv určte, koľko jedinečných hodnôt sa nachádza v stĺpci arena_type.

Task 2 - Maximálna pozorovaná rýchlosť (15 bodov)

Pomocou údajov v súbore train.csv určte maximum hodnôt v stĺpci avg_speed_mps.

Task 3 - Najčastejšie používaná aréna (10 bodov)

Na základe údajov v súbore train.csv určte, ktorý typ arény sa najčastejšie vyskytuje v stĺpci arena_type.

Task 4 - Maximálny výkon zberu (10 bodov)

Na základe údajov v súbore train.csv určte maximálnu hodnotu v stĺpci items_collected.

Task 5 – Identifikácia stratégie robota (50 bodov)

Vytvorte model, ktorý určí stratégiu robota pre každý experiment v test.csv.

Možné hodnoty sú:

1explorer2collector3guardian4sprinter

Formát súboru na odovzdanie

Súbor na odovzdanie musí byť vo formáte csv a musí obsahovať nasledujúce stĺpce:

Možné hodnoty pre subtaskID sú:

Pre Task 1 – Task 4 je výsledkom hodnota vypočítaná globálne na základe údajov z train.csv.
V súbore na odovzdanie musí byť táto hodnota odoslaná iba raz s použitím špeciálnej hodnoty GLOBAL pre robot_id.

Pre Task 5 musí byť nahlásená predpovedaná stratégia pre každého robota z test.csv.

Možné hodnoty sú:

1explorer2collector3guardian4sprinter

Príklad súboru submission.csv

1robot_id,subtaskID,answer2GLOBAL,1,103GLOBAL,2,4.314GLOBAL,3,forest5GLOBAL,4,76TR_1000,5,explorer7TR_1001,5,guardian8TR_1002,5,collector

Hodnotenie

Celkový počet bodov je 100 bodov.

Task 1 – Task 4 (50 bodov)

Pre prvé štyri úlohy sa odpovede určujú výhradne na základe údajov z train.csv.

Hodnotenie sa vykonáva presným porovnaním (rovnosťou) medzi hodnotou odoslanou v súbore a správnou hodnotou vypočítanou z train.csv.

Task 5 – Identifikácia stratégie robota (50 bodov)

V tejto úlohe sa hodnotí správnosť predpovedaných stratégií pre roboty v test.csv.

Používa sa metrika Macro-F1, ktorá vypočíta F1 skóre pre každú triedu a potom urobí priemer týchto hodnôt.

Pre triedu c:

Finálne skóre Macro-F1 je priemer F1 skóre pre všetky triedy:

kde K je počet tried. V tomto probléme K = 4.

Pridelené body pre Task 5 sú:

1score = 50 x MacroF1 (ak MacroF1 < 0.93)2score = 50 (ak MacroF1 >= 0.93)

⬇ Stiahnuť Starter Kit