معرفی شبکه های عصبی
دسته بندی مقالات
جدیدترین مقالات
هوش مصنوعی چیست ؟
معرفی شبکه های عصبی
ما با یک ایده کلی از اینکه شبکه های عصبی چیست و چرا ممکن است به آنها علاقه مند باشید شروع می کنیم. شبکه های عصبی که شبکه های عصبی مصنوعی نیز نامیده می شوند (اگرچه به نظر می رسد در سال های اخیر بخش “مصنوعی” را کنار گذاشته ایم)، نوعی یادگیری ماشینی هستند که اغلب با یادگیری عمیق ترکیب می شوند. ویژگی تعیین کننده یک شبکه عصبی عمیق داشتن دو یا چند لایه پنهان است – مفهومی که به زودی توضیح داده خواهد شد، اما این لایه های پنهان لایه هایی هستند که شبکه عصبی کنترل می کند. به طور منطقی می توان گفت که اکثر شبکه های عصبی مورد استفاده نوعی یادگیری عمیق هستند.
تاریخچه مختصر
از زمان ظهور رایانه ها، دانشمندان در حال تدوین راه هایی هستند که ماشین ها را قادر می سازد ورودی بگیرند و خروجی مورد نظر را برای کارهایی مانند طبقه بندی و رگرسیون تولید کنند. علاوه بر این، به طور کلی، یادگیری ماشینی تحت نظارت و بدون نظارت وجود دارد. یادگیری ماشینی تحت نظارت زمانی استفاده می شود که داده های از پیش تعیین شده و برچسب گذاری شده داشته باشید که می توانند برای آموزش استفاده شوند. فرض کنید داده های حسگر برای سروری با معیارهایی مانند نرخ آپلود/دانلود، دما و رطوبت دارید که همگی بر اساس زمان برای هر 10 دقیقه سازماندهی شده اند. به طور معمول این سرور همانطور که در نظر گرفته شده کار می کند و قطعی ندارد، اما گاهی اوقات قطعات از کار می افتند و باعث قطعی می شوند. ممکن است داده ها را جمع آوری کنیم و سپس آنها را به دو کلاس تقسیم کنیم: یک کلاس برای زمان ها/مشاهدات زمانی که سرور به طور عادی کار می کند، و کلاس دیگر برای زمان ها/مشاهدات زمانی که سرور در حال قطعی است. هنگامی که سرور از کار می افتد، می خواهیم آن داده های حسگر را که منجر به خرابی می شود به عنوان داده هایی که قبل از خرابی بوده اند برچسب گذاری کنیم. هنگامی که سرور به طور عادی کار می کند، ما به سادگی آن داده ها را به عنوان “عادی” برچسب گذاری می کنیم.
آنچه هر سنسور در این مثال اندازه گیری می کند، ویژگی نامیده می شود. گروهی از ویژگی ها یک مجموعه ویژگی را تشکیل می دهند (که به عنوان بردار/آرایه نشان داده می شوند) و مقادیر یک مجموعه ویژگی را می توان به عنوان نمونه نامید. نمونه ها به مدل های شبکه عصبی وارد می شوند تا آنها را طوری آموزش دهند که خروجی های مورد نظر از این ورودی ها را متناسب باشند یا بر اساس آنها در مرحله استنتاج پیش بینی کنند.
برچسب های “عادی” و “شکست” طبقه بندی یا برچسب هستند. همچنین ممکن است ببینید که از آنها به عنوان اهداف یا حقایق اساسی یاد می شود در حالی که ما با یک الگوریتم یادگیری ماشین مطابقت داریم. این اهداف طبقه بندی هایی هستند که هدف یا هدفی هستند که درست و صحیح شناخته شده اند تا الگوریتم یاد بگیرد. برای این مثال، هدف این است که در نهایت الگوریتمی را برای خواندن داده های حسگر و پیش بینی دقیق زمان قریب الوقوع خرابی آموزش دهیم. این تنها یک نمونه از یادگیری تحت نظارت در قالب طبقه بندی است. علاوه بر طبقه بندی، رگرسیون نیز وجود دارد که برای پیش بینی مقادیر عددی مانند قیمت سهام استفاده می شود. همچنین یادگیری ماشینی بدون نظارت وجود دارد که در آن ماشین ساختار داده ها را بدون دانستن برچسب ها/کلاس ها از قبل پیدا می کند. مفاهیم اضافی (به عنوان مثال، یادگیری تقویتی و یادگیری ماشین نیمه نظارتی) وجود دارد که زیر چتر شبکه های عصبی قرار می گیرند. برای این کتاب، ما بر طبقه بندی و رگرسیون با شبکه های عصبی تمرکز خواهیم کرد، اما آنچه در اینجا پوشش می دهیم منجر به موارد استفاده دیگری می شود.
شبکه های عصبی در دهه 1940 تصور شدند، اما فهمیدن نحوه آموزش آنها به مدت 20 سال یک راز باقی ماند. مفهوم پس انتشار (که بعدا توضیح داده شد) در دهه 1960 مطرح شد، اما شبکه های عصبی هنوز توجه زیادی را به خود جلب نکردند تا اینکه در سال 2010 شروع به برنده شدن در مسابقات کردند. از آن زمان، شبکه های عصبی به دلیل توانایی گاهی اوقات به ظاهر جادویی خود در حل مشکلاتی که قبلا غیرقابل حل تلقی می شدند، مانند زیرنویس تصویر، ترجمه زبان، سنتز صوتی و تصویری و موارد دیگر، در حال افزایش شهاب سنگ بوده اند.
در حال حاضر، شبکه های عصبی راه حل اصلی برای اکثر مسابقات و مشکلات تکنولوژیکی چالش برانگیز مانند خودروهای خودران، محاسبه ریسک، تشخیص تقلب و تشخیص زودهنگام سرطان هستند
شبکه عصبی چیست؟
شبکه های عصبی “مصنوعی” از مغز ارگانیک الهام گرفته شده اند و به کامپیوتر ترجمه می شوند. این یک مقایسه کامل نیست، اما نورون ها، فعال سازی ها و ارتباطات متقابل زیادی وجود دارد، حتی اگر فرآیندهای زیربنایی کاملا متفاوت باشند.
یک نورون به خودی خود نسبتا بی فایده است، اما، هنگامی که با صدها یا هزاران (یا بسیاری بیشتر) از نورون های دیگر ترکیب می شود، ارتباط متقابل روابط و نتایجی را ایجاد می کند که اغلب از هر روش یادگیری ماشین دیگری بهتر عمل می کند.
Anim 1.03: https://nnfs.io/ntr
انیمیشن بالا نمونه هایی از ساختارهای مدل و تعداد پارامترهایی را که مدل باید یاد بگیرد تا خروجی های مورد نظر را تنظیم کند، نشان می دهد. جزئیات آنچه در اینجا دیده می شود موضوعات فصل های آینده است.
وقتی از این طریق به آن نگاه می کنید، ممکن است نسبتا پیچیده به نظر برسد. شبکه های عصبی به عنوان “جعبه سیاه” در نظر گرفته می شوند زیرا ما اغلب نمی دانیم چرا آنها به نتیجه گیری می رسند. با این حال، ما درک می کنیم که آنها چگونه این کار را انجام می دهند.
لایه های متراکم، رایج ترین لایه ها، از نورون های به هم پیوسته تشکیل شده اند. در یک لایه متراکم، هر نورون یک لایه معین به هر نورون لایه بعدی متصل می شود، به این معنی که مقدار خروجی آن به ورودی نورون های بعدی تبدیل می شود. هر اتصال بین نورون ها دارای وزنی است که با آن مرتبط است ، که یک عامل قابل آموزش برای استفاده از مقدار این ورودی است و این وزن در مقدار ورودی ضرب می شود. هنگامی که همه وزن های ورودی به نورون ما سرازیر می شوند، جمع می شوند و یک سوگیری، یک پارامتر قابل آموزش دیگر، اضافه می شود. هدف از سوگیری جبران خروجی مثبت یا منفی است، که می تواند به ما کمک کند تا انواع واقعی داده های پویا را ترسیم کنیم. در فصل 4، نمونه هایی از نحوه عملکرد آن را نشان خواهیم داد.
مفهوم وزن ها و سوگیری ها را می توان به عنوان “دستگیره” در نظر گرفت که می توانیم آنها را تنظیم کنیم تا مدل خود را با داده ها مطابقت دهیم. در یک شبکه عصبی، ما اغلب هزاران یا حتی میلیون ها مورد از این پارامترها را داریم که توسط بهینه ساز در طول آموزش تنظیم شده اند. برخی ممکن است بپرسند، “چرا فقط تعصب یا فقط وزن نداشته باشیم؟” سوگیری ها و وزن ها هر دو پارامترهای قابل تنظیم هستند و هر دو بر خروجی نورون ها تأثیر می گذارند، اما این کار را به روش های مختلف انجام می دهند. از آنجایی که وزن ها ضرب می شوند، فقط اندازه را تغییر می دهند یا حتی علامت را به طور کامل از مثبت به منفی تغییر می دهند یا برعکس. خروجی = وزن · ورودی + بایاس بی شباهت به معادله یک خط نیستy = mx+b. ما می توانیم این را با موارد زیر تجسم کنیم:
دسته بندی:
برچسب ها:
افزودن دیدگاه لغو پاسخ
مقالات و آموزش ها
هوش مصنوعی (AI) فناوریای است که رایانهها و ماشینها را قادر میسازد تا یادگیری، ادراک، حل مسئله، تصمیمگیری، خلاقیت و خودمختاری انسانی را شبیهسازی کنند. کاربردها و دستگاههای مجهز به هوش مصنوعی میتوانند اشیاء را ببینند و شناسایی کنند.…
زمان مطالعه 7 دقیقه
ما با یک ایده کلی از اینکه شبکه های عصبی چیست و چرا ممکن است به آنها علاقه مند باشید شروع می کنیم. شبکه های عصبی که شبکه های عصبی مصنوعی نیز نامیده می شوند (اگرچه به نظر می رسد…
زمان مطالعه 6 دقیقه
0 دیدگاه