Kernel Ridge Regression ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ User message ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 'q': quit, Alt+Enter: newline generate 30 noisy samples from a sine function and fit them with Kernel Ridge regression. Plot the result ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Model response ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ <think> The user wants to generate noisy samples from a sine function and fit them using Kernel Ridge regression. I'll use  Python libraries to accomplish this task: 1. Generate 30 samples from a sine function with added noise 2. Fit a Kernel Ridge regression model 3. Plot the original data and the fitted model I'll need the following libraries: - NumPy for generating the data - Scikit-learn for Kernel Ridge regression - Matplotlib for plotting </think> # Sine Function with Kernel Ridge Regression I'll generate 30 noisy samples from a sine function and then fit them using Kernel Ridge regression. Let's break this  down into steps: 1. Generate data points from a sine function with added noise 2. Apply Kernel Ridge regression to fit the data 3. Plot the original noisy data and the fitted curve Let's start by generating our data and fitting the model: ╭─ Code action ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╮  1 importnumpyasnp  2 importmatplotlib.pyplotasplt  3 fromsklearn.kernel_ridgeimportKernelRidge  4 fromsklearn.model_selectionimportGridSearchCV  5   6 # Set random seed for reproducibility  7 np.random.seed(42)  8   9 # Generate 30 points along x-axis from 0 to 2π 10 X=np.sort(np.random.uniform(0,2*np.pi,30)) 11 # Generate sine values with noise 12 y=np.sin(X)+np.random.normal(0,0.3,30) 13  14 # Reshape X for sklearn (requires 2D array) 15 X_reshaped=X.reshape(-1,1) 16  17 # Create and fit Kernel Ridge model 18 kr=KernelRidge(kernel='rbf',alpha=0.1,gamma=10) 19 kr.fit(X_reshaped,y) 20  21 # Create a fine grid for prediction 22 X_test=np.linspace(0,2*np.pi,1000).reshape(-1,1) 23 y_pred=kr.predict(X_test) 24  25 # Plot the results 26 plt.figure(figsize=(10,6)) 27 plt.scatter(X,y,color='red',label='Noisy samples') 28 plt.plot(X_test,np.sin(X_test),color='green',label='True sine function') 29 plt.plot(X_test,y_pred,color='blue',label='Kernel Ridge regression') 30 plt.xlabel('x') 31 plt.ylabel('y') 32 plt.title('Kernel Ridge Regression on Noisy Sine Function') 33 plt.legend() 34 plt.grid(True) 35 plt.show() ╰──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╯ Accumulated token usage: input=193, thinking=93, output=657, cache_write=2.14k, cache_read=0; Accumulated costs: 0.018  USD ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Execution result ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ <Figure size 1000x600 with 1 Axes> Produced images: ![image_0](workspace/images/default/5e6891f7.png) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Model response ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ The plot shows three key elements: 1. **Red dots**: These are our 30 noisy samples generated from the sine function with random Gaussian noise (with  standard deviation of 0.3). 2. **Green line**: This represents the true sine function without any noise, serving as a reference. 3. **Blue line**: This is the Kernel Ridge regression model's fit of the noisy data. The Kernel Ridge regression model uses a Radial Basis Function (RBF) kernel to capture the non-linear pattern of the  sine wave. Despite the considerable noise in the data points, the model does a good job following the underlying sine  pattern. Let's enhance our approach by using grid search to find the optimal hyperparameters for the Kernel Ridge model: ╭─ Code action ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╮  1 fromsklearn.model_selectionimportGridSearchCV  2   3 # Define parameter grid  4 param_grid={  5 'alpha':[0.001,0.01,0.1,1.0],  6 'gamma':[0.1,1.0,10.0,100.0]  7 }  8   9 # Create grid search with cross-validation 10 grid=GridSearchCV(KernelRidge(kernel='rbf'),param_grid,cv=5,scoring='neg_mean_squared_error') 11 grid.fit(X_reshaped,y) 12  13 print(f"Best parameters: {grid.best_params_}") 14 print(f"Best score: {-grid.best_score_:.4f} (MSE)") 15  16 # Fit the model with best parameters 17 kr_best=grid.best_estimator_ 18 y_pred_best=kr_best.predict(X_test) 19  20 # Plot the results with optimal hyperparameters 21 plt.figure(figsize=(10,6)) 22 plt.scatter(X,y,color='red',label='Noisy samples') 23 plt.plot(X_test,np.sin(X_test),color='green',label='True sine function') 24 plt.plot(X_test,y_pred_best,color='blue',label='Kernel Ridge (optimal params)') 25 plt.xlabel('x') 26 plt.ylabel('y') 27 plt.title('Optimized Kernel Ridge Regression on Noisy Sine Function') 28 plt.legend() 29 plt.grid(True) 30 plt.show() ╰──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╯ Accumulated token usage: input=3.32k, thinking=93, output=1.24k, cache_write=2.14k, cache_read=2.14k; Accumulated costs: 0.037 USD ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Execution result ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Best parameters: {'alpha': 0.1, 'gamma': 1.0} Best score: 0.1363 (MSE) <Figure size 1000x600 with 1 Axes> Produced images: ![image_0](workspace/images/default/177566d8.png) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Model response ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ## Improved Model with Optimized Hyperparameters I performed a grid search with cross-validation to find the optimal hyperparameters for our Kernel Ridge regression  model. The results show: - **Best hyperparameters**: alpha = 0.1, gamma = 1.0 - **Best Mean Squared Error (MSE)**: 0.1363 This means our optimized model achieves a balance between: - Fitting the data well (controlled by gamma parameter, which defines the kernel width) - Avoiding overfitting (controlled by alpha parameter, which penalizes complexity) The second plot shows: 1. **Red dots**: The original 30 noisy samples 2. **Green line**: The true sine function 3. **Blue line**: The Kernel Ridge regression fit with optimized hyperparameters The optimized model produces a smooth curve that follows the sine pattern while not being overly influenced by the noise in our samples. This demonstrates how Kernel Ridge regression can effectively capture non-linear patterns in noisy data. Is there anything specific about the model or the visualization you'd like me to explain or modify? Accumulated token usage: input=7.20k, thinking=93, output=1.50k, cache_write=2.14k, cache_read=4.27k; Accumulated costs: 0.052 USD ╭─ Produced images ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╮ workspace/images/default/5e6891f7.png workspace/images/default/177566d8.png ╰──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────╯ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ User message ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 'q': quit, Alt+Enter: newline q