Clár na nÁbhar[Folaigh][Taispeáin]
Ceapadh ar dtús gur aisling i bhfad i gcéin a bhí in Intleacht Shaorga (AI), teicneolaíocht don todhchaí, ach ní mar sin atá an scéal a thuilleadh.
Tá an rud a bhí tráth ina ábhar taighde ag pléascadh sa saol fíor. Faightear AI anois in áiteanna éagsúla, lena n-áirítear d’ionad oibre, scoil, baincéireacht, ospidéil, agus fiú do ghuthán.
Is iad sin súile na bhfeithiclí féin-tiomána, guthanna Siri agus Alexa, na meoin taobh thiar de réamhaisnéis na haimsire, na lámha taobh thiar de mháinliacht le cúnamh róbait, agus go leor eile.
hintleachta saorga (AI) ag éirí mar ghné coitianta den saol nua-aimseartha. Le roinnt blianta anuas, tá AI tagtha chun cinn mar imreoir mór i raon leathan teicneolaíochtaí TF.
Ar deireadh, úsáideann AI an líonra neural chun rudaí nua a fhoghlaim.
Mar sin inniu beidh muid ag foghlaim faoi Neural Networks, conas a oibríonn sé, a gcineálacha, a bhfeidhmchláir, agus go leor eile.
Cad é Neural Network?
In foghlaim meaisín, is líonra néarúil é líonra de néaróin shaorga atá ríomhchláraithe ag bogearraí. Déanann sé iarracht aithris a dhéanamh ar inchinn an duine trí shraitheanna iomadúla “néaróin” a bheith ann, atá cosúil leis na néaróin inár n-inchinn.
Glacfaidh an chéad sraith de néaróin le grianghraif, físeáin, fuaim, téacs agus ionchuir eile. Sreabhann na sonraí seo trí na leibhéil ar fad, agus sreabhann aschur sraithe amháin isteach sa chéad cheann eile. Tá sé seo ríthábhachtach do na tascanna is deacra, mar phróiseáil teanga nádúrtha le haghaidh meaisínfhoghlama.
Mar sin féin, i gcásanna eile, is fearr díriú ar chomhbhrú córais chun méid an mhúnla a laghdú agus cruinneas agus éifeachtacht a chothabháil. Is modh comhbhrú é gréasán néarach a bhearradh lena n-áirítear meáchain a bhaint de mhúnla foghlamtha. Smaoinigh ar líonra néarach hintleachta saorga atá oilte chun daoine a idirdhealú ó ainmhithe.
Roinnfear an pictiúr i gcodanna geala agus dorcha ag an gcéad sraith de néaróin. Cuirfear na sonraí seo ar aghaidh isteach sa chiseal seo a leanas, a chinnfidh cá bhfuil na himill.
Déanfaidh an chéad chiseal eile iarracht na foirmeacha a ghin meascán na n-imill a aithint. De réir na sonraí ar cuireadh oiliúint air, rachaidh na sonraí trí shraitheanna iomadúla ar an mbealach céanna chun a chinneadh an íomhá de dhuine nó d’ainmhí atá san íomhá a chuir tú i láthair.
Nuair a thugtar sonraí isteach i líonra neural, tosaíonn sé á phróiseáil. Tar éis sin, déantar na sonraí a phróiseáil trína leibhéil chun an toradh inmhianaithe a fháil. Is meaisín é líonra néarúil a fhoghlaimíonn ó ionchur struchtúrtha agus a thaispeánann na torthaí. Is féidir trí chineál foghlama a dhéanamh i líonraí néaracha:
- Foghlaim faoi Mhaoirseacht – Tugtar ionchuir agus aschuir do na halgartaim ag baint úsáide as sonraí lipéadaithe. Tar éis dóibh a bheith múinte conas sonraí a anailísiú, réamhaisnéisíonn siad an toradh atá beartaithe.
- Foghlaim Gan Maoirseacht – Foghlaimíonn ANN gan cúnamh ó dhuine. Níl aon sonraí lipéadaithe ann, agus déantar an t-aschur a chinneadh ag patrúin a aimsítear sna sonraí aschuir.
- Foghlaim Athneartaithe nuair a fhoghlaimíonn líonra ón aiseolas a fhaigheann sé.
Conas a oibríonn líonraí néaracha?
Úsáidtear néaróin shaorga i líonraí néaracha, ar córais iad sofaisticiúla. Tá na néaróin shaorga, ar a dtugtar perceptrons freisin, comhdhéanta de na comhpháirteanna seo a leanas:
- Ionchur
- meáchan
- Laofacht
- Feidhm Gníomhachtaithe
- Aschur
Na sraitheanna néaróin a dhéanann suas líonraí néaracha. Tá trí shraith i líonra néarúil:
- Ciseal ionchuir
- Ciseal i bhfolach
- Ciseal aschuir
Seoltar sonraí i bhfoirm luach uimhriúil chuig an gciseal ionchuir. Is iad sraitheanna folaithe an líonra na cinn a dhéanann na ríomhanna is mó. Déanann an ciseal aschuir, ar deireadh ach ní ar a laghad, an toradh a thuar. Tá néaróin i gceannas ar a chéile i líonra néarúil. Úsáidtear néaróin chun gach ciseal a thógáil. Seoltar sonraí chuig an gciseal folaithe tar éis don chiseal ionchuir é a fháil.
Cuirtear meáchain i bhfeidhm ar gach ionchur. Laistigh de na sraitheanna folaithe de líonra neural, is é an meáchan luach a aistríonn sonraí ag teacht isteach. Feidhmíonn meáchain trí shonraí ionchuir a iolrú faoin luach meáchain sa chiseal ionchuir.
Tosaíonn sé ansin ar luach an chéad ciseal i bhfolach. Déantar na sonraí ionchuir a chlaochlú agus a chur ar aghaidh chuig an gciseal eile trí na sraitheanna folaithe. Tá an ciseal aschuir freagrach as an toradh deiridh a ghiniúint. Déantar na hionchuir agus na meáchain a iolrú, agus déantar an toradh a sheachadadh chuig na néaróin ciseal folaithe mar shuim. Tugtar laofacht do gach néaróin. Leis an iomlán a ríomh, cuireann gach néarón na hionchuir a fhaigheann sé leis.
Tar éis sin, téann an luach tríd an bhfeidhm gníomhachtaithe. Cinneann toradh na feidhme gníomhachtaithe an bhfuil néarón gníomhachtaithe nó nach bhfuil. Nuair a bhíonn néarón gníomhach, seolann sé faisnéis chuig na sraitheanna eile. Cruthaítear na sonraí sa líonra go dtí go sroicheann an néaróin an ciseal aschuir ag baint úsáide as an modh seo. Téarma eile chuige seo is ea bolscaireacht ar aghaidh.
Tugtar iomadú fotha ar aghaidh ar an teicníc ina gcuirtear sonraí isteach i nód ionchuir agus chun an t-aschur a fháil trí nód aschuir. Nuair a ghlactar leis na sonraí ionchuir ag an gciseal folaithe, tarlaíonn iomadú beathú ar aghaidh. Déantar é a phróiseáil de réir na feidhme gníomhachtaithe agus ansin cuirtear ar aghaidh chuig an aschur.
Is é an néaróin a réamh-mheastar an toradh sa chiseal aschuir leis an dóchúlacht is airde. Tarlaíonn backpropagation nuair a bhíonn an t-aschur mícheart. Tosaítear meáchain do gach ionchur agus líonra néarach á chruthú. Is éard atá i gceist le backpropagation ná an próiseas chun meáchain gach ionchuir a athcheartú chun botúin a laghdú agus aschur níos cruinne a sholáthar.
Cineálacha Líonra Neural
1. Perceptron
Tá an tsamhail perceptron Minsky-Papert ar cheann de na samhlacha néaróin is simplí agus is sine. Is é an t-aonad is lú de líonra néarúil a dhéanann ríomhaireachtaí áirithe chun tréithe nó faisnéis ghnó a fháil amach i sonraí a thagann isteach. Glacann sé ionchuir ualaithe agus cuireann sé an fheidhm gníomhachtaithe i bhfeidhm chun an toradh deiridh a fháil. Is ainm eile é TLU (aonad loighic tairsí) ar dhearcadh.
Is aicmitheoir dénártha é Perceptron ar córas foghlama maoirsithe é a roinneann sonraí ina dhá ghrúpa. Geataí Loighic mar AND, OR, agus is féidir NAND a chur i bhfeidhm le perceptrons.
2. Líonra Néaránach Feed-Forward
Téann an leagan is bunúsaí de líonraí néaracha, ina sreabhann sonraí ionchuir go heisiach i dtreo amháin, trí nóid néaracha shaorga agus ag imeacht trí nóid aschuir. Tá sraitheanna ionchuir agus aschuir i láthair in áiteanna ina bhféadfadh nó nach bhféadfadh sraitheanna folaithe a bheith i láthair. Is féidir iad a shainiú mar líonra néaraíoch aon-sraitheach nó ilchisealach ar aghaidh chun cinn bunaithe air seo.
Déantar líon na sraitheanna a úsáidtear a chinneadh ag castacht na feidhme. Ní iomadaíonn sé ach chun tosaigh i dtreo amháin agus ní iomadaíonn sé ar gcúl. Anseo, fanann na meáchain seasmhach. Méadaítear ionchuir faoi mheáchan chun feidhm ghníomhachtaithe a chothú. Úsáidtear feidhm gníomhachtaithe aicmithe nó feidhm gníomhachtaithe céime chun é seo a dhéanamh.
3. Perceptron ilchiseal
Réamhrá ar sofaisticiúla líonta neural, ina ndéantar sonraí ionchuir a stiúradh trí go leor sraitheanna de néaróin shaorga. Is líonra néarúil atá nasctha go hiomlán é, ós rud é go bhfuil gach nód ceangailte le gach néaróin sa tsraith seo a leanas. Tá sraitheanna iolracha folaithe, ie, trí shraith nó níos mó ar a laghad, i láthair sna sraitheanna ionchuir agus aschuir.
Tá iomadú déthreo aige, rud a chiallaíonn gur féidir leis iomadú ar aghaidh agus ar gcúl. Iolraítear ionchuir faoi mheáchan agus seoltar chuig an bhfeidhm ghníomhachtaithe iad, áit a athraítear iad trí chúl-leagan chun an caillteanas a íoslaghdú.
Is luachanna meaisín-fhoghlaim ó Neural Networks iad meáchain, chun é a chur go simplí. Ag brath ar an difríocht idir aschuir ionchasacha agus ionchuir oiliúna, déanann siad iad féin a choigeartú. Úsáidtear Softmax mar fheidhm gníomhachtaithe ciseal aschuir tar éis feidhmeanna gníomhachtaithe neamhlíneacha.
4. Líonra Néarach Comhdhlúite
I gcodarsnacht leis an eagar traidisiúnta déthoiseach, tá cumraíocht tríthoiseach néaróin ag líonra convolution neural. Tugtar ciseal dronnach ar an gcéad chiseal. Ní phróiseálann gach néaróin sa chiseal dronnach ach faisnéis ó chuid teoranta den réimse amhairc. Cosúil le scagaire, tógtar gnéithe ionchuir i mód baisc.
Tuigeann an líonra pictiúir i gcodanna agus is féidir leis na gníomhartha seo a dhéanamh go minic chun próiseáil iomlán na híomhá a chríochnú.
Tiontaítear an pictiúr ó RGB nó HSI go liathscála le linn próiseála. Cabhróidh éagsúlachtaí breise i luach picteilín le himill a bhrath, agus is féidir pictiúir a shórtáil ina ngrúpaí éagsúla. Tarlaíonn iomadú aontreoch nuair a bhíonn ciseal conbhlóideach amháin nó níos mó i CNN agus comhthiomsú ina dhiaidh sin, agus tarlaíonn iomadú déthreoch nuair a sheoltar aschur na sraithe convolution chuig líonra néarach atá nasctha go hiomlán le haghaidh aicmiú íomhá.
Chun gnéithe áirithe d'íomhá a bhaint as, úsáidtear scagairí. I MLP, déantar na hionchuir a ualú agus a sholáthar isteach san fheidhm gníomhachtaithe. Baintear úsáid as RELU in convolution, agus úsáideann MLP feidhm gníomhachtaithe neamhlíneach agus softmax ina dhiaidh sin. Maidir le haithint pictiúr agus físe, parsáil shéimeantach, agus braite athfhrása, tá torthaí den scoth ag líonraí néaracha comhraonta.
5. Líonra Laofachta Gathach
Tar éis veicteoir ionchuir tá sraith de néaróin RBF agus ciseal aschuir le nód amháin do gach catagóir i Líonra Feidhme Bunús Gathach. Déantar an t-ionchur a rangú trína chur i gcomparáid le pointí sonraí ón tacar oiliúna, áit a gcoinníonn gach néarón fréamhshamhail. Seo ceann de na samplaí den fhoireann oiliúna.
Ríomhann gach néarón an fad Eoiclídeach idir an t-ionchur agus a fhréamhshamhail nuair is gá veicteoir ionchuir úr [an veicteoir n-toiseach a bhfuil tú ag iarraidh a chatagóiriú] a rangú. Má tá dhá rang againn, Aicme A agus Aicme B, tá an t-ionchur nua atá le catagóiriú níos cosúla le fréamhshamhlacha Aicme A ná le fréamhshamhlacha aicme B.
Mar thoradh air sin, d’fhéadfaí é a lipéadú nó a chatagóiriú mar aicme A.
6. Líonra Néarach Athfhillteach
Tá Líonraí Néaracha Athfhillteacha deartha chun aschur ciseal a shábháil agus ansin é a thabhairt ar ais san ionchur chun cabhrú le toradh na sraithe a thuar. A feed-ar aghaidh líonra neodrach is gnách an ciseal tosaigh, agus ciseal líonra néarach athfhillteach ina dhiaidh sin, áit a gcuimhníonn feidhm chuimhne cuid den fhaisnéis a bhí aige sa chéim ama roimhe sin.
Úsáideann an cás seo iomadú chun tosaigh. Sábhálann sé sonraí a bheidh ag teastáil sa todhchaí. Sa chás go bhfuil an tuar mícheart, úsáidtear an ráta foghlama chun mionchoigeartuithe a dhéanamh. Mar thoradh air sin, de réir mar a théann an backpropagation chun cinn, beidh sé ag éirí níos cruinne.
Iarratais
Úsáidtear líonraí néaracha chun fadhbanna sonraí a láimhseáil i ndisciplíní éagsúla; tá roinnt samplaí léirithe thíos.
- Aitheantas Aghaidhe – Feidhmíonn Réitigh Aitheantais Aghaidhe mar chórais faireachais éifeachtacha. Baineann córais aitheantais grianghraif dhigiteacha le aghaidheanna daonna. Úsáidtear iad in oifigí le haghaidh iontrála roghnach. Mar sin, déanann na córais aghaidh dhaonna a fhíorú agus iad a chur i gcomparáid le liosta aitheantais atá stóráilte ina bhunachar sonraí.
- Réamhthuar Stoic – Tá infheistíochtaí nochta do rioscaí margaidh. Tá sé beagnach deacair a thuar forbairtí amach anseo ar an stocmhargadh atá thar a bheith luaineach. Roimh líonraí néaracha, bhí na céimeanna bullish agus bearish de shíor ag athrú dothuartha. Ach, cad a d'athraigh gach rud? Ar ndóigh, táimid ag caint faoi líonraí néaracha… Úsáidtear Ilchiseal Perceptron MLP (cineál de chóras hintleachta saorga chun tosaigh) chun réamhaisnéis rathúil stoic a chruthú i bhfíor-am.
- Na meáin shóisialta – Is cuma cé chomh dúthrachtach is a d’fhéadfadh sé a bheith, d’athraigh na meáin shóisialta cosán an tsaoil mhóir. Déantar staidéar ar iompar úsáideoirí na meán sóisialta ag baint úsáide as Líonraí Néaracha Saorga. Le haghaidh anailíse iomaíoch, carntar agus scrúdaítear sonraí a sholáthraítear go laethúil trí idirghníomhaíochtaí fíorúla. Déantar gníomhartha úsáideoirí na meán sóisialta a mhacasamhlú le líonraí néarúla. Is féidir iompar daoine aonair a nascadh le patrúin caiteachais daoine a luaithe a dhéantar anailís ar shonraí trí líonraí meán sóisialta. Baintear leas as sonraí ó fheidhmchláir meán sóisialta trí úsáid a bhaint as Perceptron Ilchiseal ANN.
- Cúram Sláinte - Tá daoine aonair i saol an lae inniu ag baint leasa as buntáistí na teicneolaíochta sa tionscal cúram sláinte. Sa ghnó cúram sláinte, úsáidtear Líonraí Neural Convolutional le haghaidh braite X-gha, scanadh CT, agus ultrafhuaime. Déantar na sonraí íomháithe leighis a fhaightear ó na tástálacha thuasluaite a mheas agus a mheas trí úsáid a bhaint as samhlacha néarlíonra, de réir mar a úsáidtear CNN i bpróiseáil íomhánna. I bhforbairt córais aitheantais guth, úsáidtear an líonra neural athfhillteach (RNN) freisin.
- Tuarascáil Aimsire – Sular cuireadh hintleacht shaorga i bhfeidhm, ní raibh réamh-mheastacháin na roinne meitéareolaíochta beacht riamh. Déantar réamhaisnéis na haimsire den chuid is mó chun na coinníollacha aimsire a tharlóidh amach anseo a thuar. Táthar ag baint úsáide as réamhaisnéisí aimsire chun an dóchúlacht go dtarlóidh tubaistí nádúrtha sa tréimhse nua-aimseartha a réamh-mheas. Déantar réamhaisnéis na haimsire trí úsáid a bhaint as perceptron ilchiseal (MLP), líonraí néaracha comhraonta (CNN), agus líonraí néaracha athfhillteacha (RNN).
- Cosaint - Úsáideann lóistíocht, anailís ionsaí armtha, agus suíomh míreanna go léir líonraí néaracha. Tá siad fostaithe freisin i bpatróil aeir agus farraige, chomh maith le drones uathrialaitheach a bhainistiú. Tá faisnéis shaorga ag tabhairt an treisiú a bhfuil géarghá leis don tionscal cosanta chun a dteicneolaíocht a mhéadú. Chun mianaigh faoi uisce a bhrath, úsáidtear Líonraí Néaracha Convolutional (CNN).
buntáistí
- Fiú mura bhfuil roinnt néaróin i líonra néarúil ag feidhmiú i gceart, ginfidh na líonraí néaracha aschuir fós.
- Tá an cumas ag líonraí néaracha foghlaim i bhfíor-am agus iad féin a chur in oiriúint dá socruithe athraitheacha.
- Is féidir le líonraí néaracha foghlaim conas tascanna éagsúla a dhéanamh. Chun an toradh ceart a sholáthar bunaithe ar na sonraí a cuireadh ar fáil.
- Tá an neart agus an cumas ag líonraí néaracha roinnt tascanna a láimhseáil ag an am céanna.
Míbhuntáistí
- Úsáidtear líonraí néaracha chun fadhbanna a réiteach. Ní nochtann sé an míniú taobh thiar de “cén fáth agus conas” a rinne sé na breithiúnais a rinne sé mar gheall ar chomh casta is atá na líonraí. Mar thoradh air sin, d'fhéadfadh muinín líonra a chreimeadh.
- Tá comhpháirteanna líonra néaraigh idirspleách ar a chéile. Is é sin le rá, éilíonn líonraí néaracha (nó go bhfuil siad ag brath go mór) ar ríomhairí a bhfuil dóthain cumhachta ríomhaireachta acu.
- Níl aon riail shonrach (nó riail ordóg) ag próiseas líonra néaraigh. I dteicníc trialach agus earráide, bunaítear struchtúr líonra ceart trí iarracht a dhéanamh ar an líonra is fearr. Is nós imeachta é a éilíonn go leor mionchoigeartaithe.
Conclúid
Réimse na líonraí neural ag leathnú go tapa. Tá sé ríthábhachtach na coincheapa san earnáil seo a fhoghlaim agus a thuiscint le bheith in ann déileáil leo.
Clúdaíodh na cineálacha iomadúla de líonraí neural san Airteagal seo. Is féidir leat líonraí néaracha a úsáid chun dul i ngleic le fadhbanna sonraí i réimsí eile má fhoghlaimíonn tú níos mó faoin smacht seo.
Leave a Reply