Clàr-innse[Falaich][Seall]
Bhathas den bheachd an toiseach gur e bruadar fad às a bh’ ann an Artificial Intelligence (AI), teicneòlas airson an ama ri teachd, ach chan eil sin fìor tuilleadh.
Tha an rud a bha uair na chuspair rannsachaidh a-nis a’ spreadhadh san fhìor shaoghal. Tha AI a-nis ri fhaighinn ann an grunn àiteachan, a’ toirt a-steach an àite-obrach agad, sgoil, bancaireachd, ospadalan, agus eadhon am fòn agad.
Is iad sin sùilean charbadan fèin-dràibhidh, guthan Siri agus Alexa, na h-inntinnean air cùl ro-aithris na sìde, na làmhan air cùl obair-lannsa le taic robotach, agus barrachd.
Artificial Intelligence (AI) a’ fàs na fheart cumanta de bheatha an latha an-diugh. Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, tha AI air nochdadh mar phrìomh chluicheadair ann an raon farsaing de theicneòlasan IT.
Mu dheireadh, tha an lìonra neural air a chleachdadh le AI gus rudan ùra ionnsachadh.
Mar sin an-diugh ionnsaichidh sinn mu Neural Networks, mar a tha e ag obair, na seòrsaichean aca, tagraidhean, agus mòran a bharrachd.
Dè a th’ ann an Neural Network?
In ionnsachadh innealan, tha lìonra neural na lìonra de neurons fuadain le prògram bathar-bog. Bidh e a’ feuchainn ri atharrais a dhèanamh air eanchainn an duine le bhith a’ faighinn grunn shreathan de “neurons,” a tha coltach ris na neurons san eanchainn againn.
Gabhaidh a’ chiad sreath de neurons ri dealbhan, bhidio, fuaim, teacsa, agus cuir a-steach eile. Bidh an dàta seo a’ sruthadh tro na h-ìrean gu lèir, le toradh aon fhilleadh a’ sruthadh a-steach don ath fhear. Tha seo deatamach airson na gnìomhan as duilghe, leithid giollachd cànain nàdarra airson ionnsachadh innealan.
Ach, ann an cùisean eile, tha e nas fheàrr a bhith ag amas air teannachadh siostam gus meud modail a lughdachadh fhad ‘s a chumas e cruinneas agus èifeachdas. Is e dòigh teannachaidh a th’ ann a bhith a’ bearradh lìonra neural a tha a’ toirt a-steach toirt air falbh cuideaman bho mhodail ionnsaichte. Beachdaich air lìonra neural fiosrachaidh fuadain a chaidh a thrèanadh gus daoine a dhealachadh bho bheathaichean.
Bidh an dealbh air a roinn ann am pàirtean soilleir agus dorcha leis a 'chiad sreath de neurons. Thèid an dàta seo a chuir a-steach don t-sreath a leanas, a cho-dhùineas far a bheil na h-oirean.
Feuchaidh an ath shreath ris na cruthan aithneachadh a tha cothlamadh nan oirean air a chruthachadh. A rèir an dàta air an deach trèanadh fhaighinn, thèid an dàta tro ghrunn shreathan san aon dòigh gus faighinn a-mach a bheil an ìomhaigh a thaisbean thu de dhuine no beathach.
Nuair a thèid dàta a thoirt a-steach do lìonra neural, bidh e a’ tòiseachadh ga phròiseasadh. Às deidh sin, thèid an dàta a phròiseasadh tro na h-ìrean aige gus an toradh a tha thu ag iarraidh fhaighinn. Is e inneal a th’ ann an lìonra neural a bhios ag ionnsachadh bho chuir-a-steach structarail agus a sheallas na toraidhean. Tha trì seòrsaichean ionnsachaidh ann a ghabhas àite ann an lìonraidhean neural:
- Ionnsachadh fo stiùir - Bithear a’ toirt a-steach agus toraidhean do na h-algorithms a’ cleachdadh dàta le bileagan. Às deidh dhaibh ionnsachadh mar a nì iad mion-sgrùdadh air dàta, bidh iad a’ ro-innse an toraidh a tha san amharc.
- Ionnsachadh gun stiùir - Bidh ANN ag ionnsachadh às aonais taic bho dhuine. Chan eil dàta le bileagan ann, agus tha an toradh air a cho-dhùnadh le pàtrain a lorgar san dàta toraidh.
- Ionnsachadh ath-neartachaidh seo nuair a dh’ ionnsaicheas lìonra bhon fhios-air-ais a gheibh e.
Ciamar a tha lìonraidhean neural ag obair?
Bithear a’ cleachdadh neurons fuadain ann an lìonraidhean neural, a tha nan siostaman sòlaimte. Tha na neurons fuadain, ris an canar cuideachd perceptrons, air an dèanamh suas de na co-phàirtean a leanas:
- Input
- cuideam
- Bias
- Gnìomh gnìomhachaidh
- Species
Na sreathan de neurons a tha a 'dèanamh suas lìonraidhean neural. Tha lìonra neural air a dhèanamh suas de thrì sreathan:
- Sreath cuir a-steach
- Sreath falaichte
- Sreath toraidh
Tha dàta ann an cruth luach àireamhach air a chuir chun ìre cuir a-steach. Is e na sreathan falaichte den lìonra an fheadhainn a nì an àireamhachadh as motha. Tha an ìre toraidh, mu dheireadh ach chan e as ìsle, a’ ro-innse an toraidh. Tha smachd aig neurons air a chèile ann an lìonra neural. Bithear a’ cleachdadh neurons airson gach ìre a thogail. Thèid dàta a chuir chun t-sreath fhalaichte às deidh don ìre cuir a-steach fhaighinn.
Bithear a’ cur cuideaman air gach cuir a-steach. Taobh a-staigh na sreathan falaichte de lìonra neural, tha an cuideam na luach a tha ag eadar-theangachadh dàta a tha a 'tighinn a-steach. Gnìomh cuideaman le bhith ag iomadachadh dàta cuir a-steach leis an luach cuideam anns an ìre cuir a-steach.
Bidh e an uairsin a’ tòiseachadh luach a’ chiad ìre falaichte. Tha an dàta cuir a-steach air atharrachadh agus air a chuir chun t-sreath eile tro na sreathan falaichte. Tha uallach air an ìre toraidh airson an toradh deireannach a ghineadh. Tha na cuir a-steach agus na cuideaman air an iomadachadh, agus tha an toradh air a lìbhrigeadh gu na neurons còmhdach falaichte mar shuim. Tha claonadh air a thoirt do gach neuron. Gus an àireamh iomlan obrachadh a-mach, bidh gach neuron a’ cur ris na tha e a’ faighinn.
Às deidh sin, bidh an luach a’ dol tron ghnìomh gnìomhachaidh. Bidh toradh gnìomh gnìomhachaidh a’ dearbhadh a bheil neuron air a ghnìomhachadh no nach eil. Nuair a tha neuron gnìomhach, bidh e a’ cur fiosrachadh gu na sreathan eile. Tha an dàta air a chruthachadh anns an lìonra gus an ruig an neuron an ìre toraidh a’ cleachdadh an dòigh seo. Tha gluasad air adhart na theirm eile airson seo.
Canar iomadachadh biadhaidh air adhart mar dhòigh air dàta a bhiadhadh a-steach do nód cuir a-steach agus toradh fhaighinn tro nód toraidh. Nuair a thèid gabhail ris an dàta cuir a-steach leis an t-sreath fhalaichte, bidh iomadachadh biadhaidh air adhart a’ tachairt. Tha e air a phròiseasadh a rèir gnìomh gnìomhachaidh agus an uairsin air a chuir chun toradh.
Tha an toradh air a ro-mheasadh leis an neuron anns an ìre toraidh leis a’ choltas as àirde. Bidh backpropagation a’ tachairt nuair a tha an toradh ceàrr. Bithear a’ tòiseachadh cuideaman do gach cuir a-steach fhad ‘s a tha iad a’ cruthachadh lìonra neural. Is e backpropagation am pròiseas airson cuideaman gach cuir a-steach a leughadh gus mearachdan a lughdachadh agus toradh nas cruinne a thoirt seachad.
Seòrsaichean de lìonra neural
1. Perceptron
Is e am modal perceptron Minsky-Papert aon de na modalan neuron as sìmplidh agus as sine. Is e seo an aonad as lugha de lìonra neural a bhios a’ dèanamh àireamhachadh sònraichte gus feartan no fiosrachadh gnìomhachais a lorg ann an dàta a tha a’ tighinn a-steach. Bidh e a’ toirt a-steach cuideam agus a’ cur an gnìomh gnìomh gnìomh gus an toradh deireannach fhaighinn. Tha TLU (aonad loidsig stairsnich) na ainm eile airson perceptron.
Tha Perceptron na sheòrsachadh binary a tha na shiostam ionnsachaidh fo stiùir a bhios a’ roinn dàta ann an dà bhuidheann. Geataichean loidsig leithid AND, OR, agus NAND a bhith air an cur an gnìomh le perceptrons.
2. Feed-Forward Neural Lìonra
Tha an dreach as bunaitiche de lìonraidhean neural, anns a bheil dàta cuir a-steach a’ sruthadh a-mhàin ann an aon taobh, a’ dol tro nodan neural fuadain agus a’ falbh tro nodan toraidh. Tha sreathan cuir a-steach is toraidh an làthair ann an àiteachan far am faodadh no nach eil sreathan falaichte an làthair. Faodaidh iad a bhith air an comharrachadh mar lìonra neural aon-shreath no ioma-fhilleadh stèidhichte air seo.
Tha an àireamh de shreathan a thathar a 'cleachdadh air a dhearbhadh a rèir iom-fhillteachd a' ghnìomh. Chan eil e a’ gluasad air adhart ach ann an aon taobh agus chan eil e a’ gluasad air ais. An seo, tha na cuideaman fhathast seasmhach. Tha cuir a-steach air iomadachadh le cuideaman gus gnìomh gnìomhachaidh a bhiathadh. Tha gnìomh gnìomhachaidh seòrsachaidh no gnìomh gnìomh ceum air a chleachdadh gus seo a dhèanamh.
3. Perceptron ioma-fhilleadh
Ro-ràdh gu sòisealach lìn neòil, anns a bheil dàta cuir a-steach air a stiùireadh tro iomadh sreathan de neurons fuadain. Is e lìonra neural gu tur ceangailte a th’ ann, leis gu bheil a h-uile nód ceangailte ris a h-uile neurons san t-sreath a leanas. Tha ioma-fhilleadh falaichte, ie, co-dhiù trì sreathan no barrachd, an làthair anns na sreathan cuir a-steach agus toraidh.
Tha iomadachadh dà-thaobhach aige, a tha a’ ciallachadh gun urrainn dha gluasad air adhart agus air ais. Bidh cuir a-steach air an iomadachadh le cuideaman agus air an cur chun ghnìomh gnìomhachaidh, far a bheil iad air an atharrachadh tro ghluasad-cùil gus an call a lughdachadh.
Tha cuideaman nan luachan inneal-ionnsachaidh bho Neural Networks, airson a chuir gu sìmplidh. A rèir an eadar-dhealachaidh eadar toraidhean ris a bheil dùil agus cuir a-steach trèanaidh, bidh iad gan atharrachadh fhèin. Tha Softmax air a chleachdadh mar ghnìomh gnìomhachaidh còmhdach toraidh às deidh gnìomhan gnìomhachaidh neo-loidhneach.
4. Lìonra Neural Convolutional
Eu-coltach ris an t-sreath traidiseanta dà-thaobhach, tha rèiteachadh trì-thaobhach de neurons aig lìonra neòil convolution. Canar còmhdach convolutional ris a’ chiad ìre. Bidh gach neuron anns an t-sreath connspaideach a’ giullachd fiosrachaidh a-mhàin bho chuibhreann cuibhrichte den raon lèirsinneach. Coltach ri sìoltachan, thèid feartan cuir a-steach a ghabhail ann am modh baidse.
Bidh an lìonra a’ tuigsinn dhealbhan ann an earrannan agus is urrainn dhaibh na gnìomhan sin a dhèanamh grunn thursan gus crìoch a chuir air a’ ghiollachd dhealbhan gu lèir.
Tha an dealbh air a thionndadh bho RGB no HSI gu liath-sgèile rè giollachd. Cuidichidh tuilleadh atharrachaidhean ann an luach piogsail ann a bhith a’ lorg oirean, agus faodar dealbhan a sheòrsachadh ann an grunn bhuidhnean. Bidh iomadachadh aon-stiùiridh a’ tachairt nuair a tha aon no barrachd shreathan connspaideach ann an CNN agus an uairsin cruinneachadh, agus bidh iomadachadh dà-thaobhach a’ tachairt nuair a thèid toradh an t-sreath convolution a chuir gu lìonra neural làn-cheangailte airson seòrsachadh ìomhaighean.
Gus cuid de eileamaidean de dh’ ìomhaigh a thoirt a-mach, thathas a ’cleachdadh sìoltachain. Ann am MLP, tha na cuir a-steach air an cuideamachadh agus air an toirt a-steach don ghnìomh gnìomhachaidh. Tha RELU air a chleachdadh ann an convolution, fhad ‘s a tha MLP a’ cleachdadh gnìomh gnìomhachaidh neo-loidhneach air a leantainn le softmax. Ann an aithneachadh dhealbhan is bhidio, parsadh semantach, agus lorg ath-phrase, bidh lìonraidhean neural connspaideach a’ toirt a-mach toraidhean sàr-mhath.
5. Lìonra Bias Radial
Tha vectar cuir a-steach air a leantainn le còmhdach de neurons RBF agus còmhdach toraidh le aon nód airson gach roinn ann an Lìonra Gnìomh Bunait Radial. Tha an cuir a-steach air a sheòrsachadh le bhith ga choimeas ri puingean dàta bhon t-seata trèanaidh, far a bheil gach neuron a’ cumail suas prototype. Is e seo aon de na h-eisimpleirean den t-seata trèanaidh.
Bidh gach neuron a’ tomhas an astair Euclidean eadar an cuir a-steach agus am prototype aige nuair a dh’ fheumar vectar cuir a-steach ùr [an vectar n-dimensional a tha thu a’ feuchainn ri sheòrsachadh] a sheòrsachadh. Ma tha dà chlas againn, Clas A agus Clas B, tha an cuir a-steach ùr a thèid a sheòrsachadh nas coltaiche ri prototypes clas A na prototypes clas B.
Mar thoradh air an sin, dh’ fhaodadh e a bhith air ainmeachadh mar chlas A.
6. Lìonra Neural ath-chuairteach
Tha Recurrent Neural Networks air an dealbhadh gus toradh còmhdach a shàbhaladh agus an uairsin a thoirt air ais don chuir a-steach gus cuideachadh le ro-innse toradh an t-sreath. A feed-air adhart lìon neònach mar as trice a’ chiad ìre, air a leantainn le còmhdach lìonra neural ath-chuairteach, far a bheil gnìomh cuimhne a’ cuimhneachadh pàirt den fhiosrachadh a bh’ aige sa cheum ùine roimhe.
Bidh an suidheachadh seo a’ cleachdadh gluasad air adhart. Bidh e a 'sàbhaladh dàta a bhios a dhìth san àm ri teachd. Ma tha an ro-innse ceàrr, thèid an ìre ionnsachaidh a chleachdadh gus atharrachaidhean beaga a dhèanamh. Mar thoradh air an sin, mar a thèid an cùl-raon air adhart, bidh e a 'sìor fhàs neo-mhearachdach.
Tagraidhean
Bithear a’ cleachdadh lìonraidhean neural gus duilgheadasan dàta a làimhseachadh ann an grunn chuspairean; tha cuid de na h-eisimpleirean air an sealltainn gu h-ìosal.
- Aithneachadh Aghaidh - Tha Fuasglaidhean Aithneachaidh Aghaidh mar shiostaman sgrùdaidh èifeachdach. Bidh siostaman aithneachaidh a’ ceangal dhealbhan didseatach ri aghaidhean dhaoine. Bidh iad air an cleachdadh ann an oifisean airson inntrigeadh roghnach. Mar sin, bidh na siostaman a’ dearbhadh aghaidh daonna agus ga choimeas ri liosta de IDan a tha air an stòradh san stòr-dàta aca.
- Ro-innse Stoc - Tha tasgaidhean fosgailte do chunnartan margaidh. Tha e cha mhòr duilich a bhith a’ faicinn leasachaidhean san àm ri teachd anns a’ mhargaidh stoc a tha gu math luaineach. Ro lìonraidhean neural, bha na h-ìrean bullish agus bearish a bha a’ gluasad gu cunbhalach do-chreidsinneach. Ach, dè a dh'atharraich a h-uile càil? Gu dearbh, tha sinn a’ bruidhinn mu dheidhinn lìonraidhean neural… Thathas a’ cleachdadh Multilayer Perceptron MLP (seòrsa de shiostam fiosrachaidh fuadain feedforward) gus ro-shealladh stoc soirbheachail a chruthachadh ann an àm fìor.
- Meadhanan sòisealta - Ge bith dè cho corny sa dh’ fhaodadh e a bhith, tha na meadhanan sòisealta air slighe àbhaisteach a bhith ann atharrachadh. Bithear a’ sgrùdadh giùlan luchd-cleachdaidh nam meadhanan sòisealta a’ cleachdadh Artificial Neural Networks. Airson mion-sgrùdadh farpaiseach, thèid dàta a thèid a thoirt seachad gach latha tro eadar-obrachaidhean brìgheil a chruinneachadh agus a sgrùdadh. Tha gnìomhan luchd-cleachdaidh meadhanan sòisealta air an ath-aithris le lìonraidhean neural. Faodar giùlan dhaoine fa leth a cheangal ri pàtrain caitheamh dhaoine aon uair ‘s gu bheil dàta air a sgrùdadh tro lìonraidhean meadhanan sòisealta. Tha dàta bho thagraidhean meadhanan sòisealta air a mhèinneadh a’ cleachdadh Multilayer Perceptron ANN.
- Cùram slàinte - Tha daoine fa leth ann an saoghal an latha an-diugh a’ cleachdadh buannachdan teicneòlais anns a’ ghnìomhachas cùram slàinte. Anns a’ ghnìomhachas cùram slàinte, thathas a’ cleachdadh Convolutional Neural Networks airson lorg X-ray, scan CT, agus ultrasound. Tha an dàta ìomhaighean meidigeach a gheibhear bho na deuchainnean a chaidh ainmeachadh roimhe air a mheasadh agus air a mheasadh le bhith a’ cleachdadh mhodalan lìonra neural, leis gu bheil CNN air a chleachdadh ann an giullachd ìomhaighean. Ann an leasachadh siostaman aithne guth, thathas cuideachd a’ cleachdadh an lìonra neural ath-chuairteach (RNN).
- Aithisg Aimsir - Mus deach fiosrachadh fuadain a chuir an gnìomh, cha robh ro-mheasaidhean na roinn eòlas-sìde a-riamh mionaideach. Tha ro-aithris na sìde air a dhèanamh gu ìre mhòr gus ro-innse na sìde a bhios ann san àm ri teachd. Thathas a’ cleachdadh ro-innsean sìde gus a bhith a’ dùileachadh mòr-thubaistean nàdurrach san latha an-diugh. Bithear a’ dèanamh ro-innse na sìde a’ cleachdadh perceptron multilayer (MLP), lìonraidhean neural convolutional (CNN), agus lìonraidhean neural ath-chuairteach (RNN).
- Dìon - Bidh loidsistigs, mion-sgrùdadh ionnsaigh armaichte, agus suidheachadh nithean uile a’ cleachdadh lìonraidhean neural. Bidh iad cuideachd ag obair ann an cuairtean adhair is mara, a bharrachd air a bhith a’ riaghladh drones fèin-riaghailteach. Tha inntleachd fuadain a’ toirt an spionnadh air a bheil feum mòr don ghnìomhachas dìon gus an teicneòlas aca a mheudachadh. Gus faighinn a-mach gu bheil mèinnean fon uisge ann, thathas a’ cleachdadh Convolutional Neural Networks (CNN).
buannachdan
- Fiù mura h-eil cuid de neurons ann an lìonra neural ag obair gu ceart, bidh na lìonraidhean neural fhathast a’ gineadh toraidhean.
- Tha comas aig lìonraidhean neural ionnsachadh ann an àm fìor agus atharrachadh gu na suidheachaidhean caochlaideach aca.
- Faodaidh lìonraidhean neural ionnsachadh diofar ghnìomhan a dhèanamh. Gus an toradh ceart a thoirt seachad stèidhichte air an dàta a chaidh a thoirt seachad.
- Tha an neart agus an comas aig lìonraidhean neural grunn ghnìomhan a làimhseachadh aig an aon àm.
Eas-bhuannachdan
- Bithear a’ cleachdadh lìonraidhean neural gus fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan. Chan eil e a’ foillseachadh a’ mhìneachaidh air cùl “carson agus ciamar” a rinn e na breithneachaidhean a rinn e air sgàth cho dlùth sa bha na lìonraidhean. Mar thoradh air an sin, dh’ fhaodadh earbsa lìonra a bhith air a bhleith.
- Tha co-phàirtean lìonra neural eadar-eisimeileach air a chèile. Is e sin ri ràdh, tha lìonraidhean neural ag iarraidh (no gu mòr an eisimeil) coimpiutairean le cumhachd coimpiutaireachd gu leòr.
- Chan eil riaghailt sònraichte (no riaghailt òrdail) aig pròiseas lìonra neural. Ann an dòigh deuchainn-is-mearachd, tha structar lìonra ceart air a stèidheachadh le bhith a 'feuchainn ris an lìonra as fheàrr. Is e modh-obrach a th’ ann a dh’ fheumas tòrr gleusadh.
Co-dhùnadh
Achadh lìonraidhean neònach a’ leudachadh gu luath. Tha e deatamach na bun-bheachdan san roinn seo ionnsachadh agus a thuigsinn gus an urrainn dhuinn dèiligeadh riutha.
Tha an iomadh seòrsa de lìonra neòil air a chòmhdach san artaigil seo. Faodaidh tu lìonraidhean neural a chleachdadh gus dèiligeadh ri duilgheadasan dàta ann an raointean eile ma dh’ ionnsaicheas tu barrachd mun smachd seo.
Leave a Reply