Machine learning is used today in a wide variety of applications, especially within computer vision, robotics, and autonomous systems. Example use cases include detecting people or other objects using cameras in autonomous vehicles, or navigating robots through collision-free paths to solve different tasks. The flexibility of machine learning is attractive as it can be applied to a wide variety of challenging tasks, without detailed prior knowledge of the problem domain. However, training machine learning models requires vast amounts of data, which leads to a significant manual effort, both for collecting the data and for annotating it. In this thesis, we study and develop methods for training machine learning models under in-sufficient data within computer vision, robotics, and autonomous systems, for the purpose of reducing the manual effort. In summary, we study (1) weakly-supervised learning for reducing the annotation cost, (2) methods for reducing model bias under highly imbalanced training data,(3) methods for obtaining trustworthy uncertainty estimates, and (4) the use of simulated and semi-virtual environments for reducing the amount of real-world data in reinforcement learning. In the first part of this thesis, we investigate how weakly-supervised learning can be used within image segmentation. In contrast to fully supervised learning, weakly-supervised learning uses a weaker form of annotation, which reduces the annotation effort. Typically, in image segmentation, each object needs to be precisely annotated in every image on the pixel level. Creating this type of annotation is both time consuming and costly. In weakly-supervised segmentation, however, the only information required is which objects are depicted in the images. This significantly reduces the annotation time. In Papers A and B, we propose two loss functions for improving the predicted object segmentations, especially their contours, in weakly-supervised segmentation. In the next part of th, Maskininlärning används idag i bred utsträckning inom många områden, och i synnerhet in-om datorseende, robotik, och autonoma system. Det kan till exempel användas för att detektera människor och andra föremål med kameror i autonoma bilar, eller för att styra robotar längs kollisionsfria banor för att lösa diverse uppgifter. Flexibiliteten i maskininlärning är attraktiv då den kan tillämpas för att lösa svåra problem utan detaljkännedom inom problemdomänen i fråga. Dock krävs en stor mängd data för att träna maskininlärningsmodeller, vilket medför en stor manuell arbetsbörda, dels för att samla in data, och dels för att annotera insamlade data. I denna avhandling undersöker och utvecklar vi metoder för att träna maskininlärningsmodeller med begränsad tillgång till data inom datorseende, robotik och autonoma system, i syfte att minska den manuella arbetsbördan. Sammanfattningsvis undersöker vi (1) svagt väglett läran-de för att minska annoteringstiden, (2) metoder som är opartiska under högt obalanserade data,(3) metoder för att erhålla pålitliga osäkerhetsskattningar, och (4) simulerings- och semivirtuella miljöer för att minska mängden riktiga data för förstärkningsinlärning. I den första delen av avhandlingen undersöker vi hur svagt väglett lärande (eng. weakly-supervised learning) kan användas inom bildsegmentering. Till skillnad från fullt väglett lärande används en svagare annoteringsform, vilket medför en minskning i den manuella annoterings-bördan. För bildsegmentering krävs i vanliga fall en noggrann annotering av varje enskilt objekt i varje bild på pixelnivå. Att skapa denna typ av annotering är både tidskrävande och kostsam. Med svagt väglett lärande krävs endast kännedom om vilka typer av objekt som finns i varje bild, vilket avsevärt minskar annoteringstiden. I Artikel A och B utformar vi två målfunktioner som är anpassade för att bättre segmentera objekt av intresse, i synnerhet deras konturer. I nästa del hanterar vi en oönskad effekt som kan uppstå u