Мундариҷа[Пинҳон кардан][Намоиш]
Зеҳни сунъӣ (AI) дар ибтидо як орзуи дурдаст, технологияи оянда буд, аммо дигар ин тавр нест.
Он чизе ки як вақтҳо мавзӯи тадқиқот буд, ҳоло дар ҷаҳони воқеӣ таркиш мекунад. AI ҳоло дар ҷойҳои гуногун пайдо мешавад, аз ҷумла ҷои кор, мактаб, бонкӣ, беморхонаҳо ва ҳатто телефони шумо.
Онҳо чашмони мошинҳои худгард, овозҳои Сири ва Alexa, ақидаҳои пешгӯии обу ҳаво, дастҳо дар паси ҷарроҳии роботӣ ва ғайра мебошанд.
иктишофї сунъӣ (AI) як хусусияти маъмулии ҳаёти муосир мегардад. Дар чанд соли охир, АИ ҳамчун як бозигари асосӣ дар доираи васеи технологияҳои IT баромад.
Ниҳоят, шабакаи нейрон аз ҷониби AI барои омӯхтани чизҳои нав истифода мешавад.
Ҳамин тавр, имрӯз мо дар бораи шабакаҳои нейронӣ, чӣ гуна кор кардани он, намудҳо, барномаҳо ва бисёр чизҳои дигар меомӯзем.
Шабакаи нейронӣ чист?
In омӯзиши машқҳо, шабакаи нейрон як шабакаи нармафзори барномарезишудаи нейронҳои сунъӣ мебошад. Он кӯшиш мекунад, ки майнаи инсонро тақлид кунад, ки қабатҳои сершумори "нейронҳо" доранд, ки ба нейронҳои майнаи мо монанданд.
Қабати якуми нейронҳо аксҳо, видео, садо, матн ва дигар вурудҳоро қабул мекунад. Ин маълумот аз тамоми сатҳҳо мегузарад ва баромади як қабат ба қабати дигар мегузарад. Ин барои вазифаҳои душвортарин, ба монанди коркарди забони табиӣ барои омӯзиши мошинҳо муҳим аст.
Аммо, дар дигар ҳолатҳо, ҳадафи фишурдани система барои кам кардани андозаи модел ҳангоми нигоҳ доштани дақиқӣ ва самаранокӣ беҳтар аст. Буридани шабакаи нейрон як усули фишурдасозист, ки хориҷ кардани вазнҳоро аз модели омӯхташуда дар бар мегирад. Як шабакаи нейронии зеҳни сунъиро баррасӣ кунед, ки барои фарқ кардани одамон аз ҳайвонот омӯзонида шудааст.
Тасвир тавассути қабати якуми нейронҳо ба қисмҳои равшан ва торик тақсим карда мешавад. Ин маълумот ба қабати зерин интиқол дода мешавад, ки он дар куҷо будани кунҷҳоро муайян мекунад.
Қабати навбатӣ кӯшиш мекунад, ки шаклҳоеро, ки омезиши кунҷҳо тавлид кардааст, эътироф кунад. Тибқи маълумоте, ки дар он таълим дода шудааст, маълумот аз қабатҳои сершумор ба ҳамин тарз мегузарад, то муайян кунад, ки тасвири пешниҳодкардаи шумо одам ё ҳайвон аст.
Вақте ки маълумот ба шабакаи нейрон дода мешавад, он ба коркарди он шурӯъ мекунад. Пас аз он, маълумот тавассути сатҳҳои он коркард карда мешавад, то натиҷаи дилхоҳ ба даст оварда шавад. Шабакаи нейрон мошинест, ки аз вуруди сохторӣ омӯхта ва натиҷаҳоро намоиш медиҳад. Дар шабакаҳои нейронӣ се намуди омӯзиш вуҷуд дорад:
- Омӯзиши назоратшаванда - Воридот ва натиҷаҳо ба алгоритмҳо бо истифода аз маълумоти нишондодашуда дода мешаванд. Пас аз омӯхтани тарзи таҳлили маълумот, онҳо натиҷаи пешбинишударо пешгӯӣ мекунанд.
- Омӯзиши беназорат - ANN бе кӯмаки инсон меомӯзад. Маълумоти нишондодашуда вуҷуд надорад ва натиҷа аз рӯи намунаҳои дар маълумоти баромад мавҷудбуда муайян карда мешавад.
- Омӯзиши таҳким вақте ки шабака аз фикру мулоҳизаҳои гирифтааш дарс мегирад.
Шабакаҳои нейрон чӣ гуна кор мекунанд?
Нейронҳои сунъӣ дар шабакаҳои нейрон истифода мешаванд, ки системаҳои мураккаб мебошанд. Нейронҳои сунъӣ, ки ҳамчун перцептронҳо низ маълуманд, аз ҷузъҳои зерин иборатанд:
- вуруди
- тарозу
- Хатои
- Функсияи фаъолсозӣ
- Натиҷаи
Қабатҳои нейронҳо, ки шабакаҳои нейронро ташкил медиҳанд. Шабакаи нейронӣ аз се қабат иборат аст:
- Қабати вуруд
- Қабати пинҳон
- Қабати баромад
Маълумот дар шакли арзиши ададӣ ба қабати воридотӣ фиристода мешавад. Қабатҳои пинҳонии шабака ҳамонҳоянд, ки бештарин ҳисобҳоро анҷом медиҳанд. Қабати баромад, охирин, вале на камтар аз он, натиҷаро пешгӯӣ мекунад. Нейронҳо дар як шабакаи нейрон аз ҳамдигар бартарӣ доранд. Нейронҳо барои сохтани ҳар як қабат истифода мешаванд. Маълумот ба қабати пинҳоншуда пас аз гирифтани қабати воридотӣ интиқол дода мешавад.
Ба ҳар як вуруд вазнҳо истифода мешаванд. Дар дохили қабатҳои пинҳонии шабакаи нейрон, вазн арзишест, ки маълумоти воридшударо тарҷума мекунад. Вазнҳо тавассути зарб кардани маълумоти воридотӣ ба арзиши вазн дар қабати вурудӣ фаъолият мекунанд.
Он гоҳ арзиши қабати аввалини пинҳоншударо оғоз мекунад. Маълумоти воридотӣ ба қабати дигар тавассути қабатҳои пинҳон табдил дода мешавад. Қабати баромад барои тавлиди натиҷаи ниҳоӣ масъул аст. Воридот ва вазнҳо зиёд карда мешаванд ва натиҷа ба нейронҳои қабати пинҳон ҳамчун ҷамъ оварда мешавад. Ба ҳар як нейрон як ғараз дода мешавад. Барои ҳисоб кардани маблағи умумӣ, ҳар як нейрон воридоти гирифтаашро илова мекунад.
Пас аз он, арзиш тавассути функсияи фаъолсозӣ мегузарад. Натиҷаи функсияи фаъолкунӣ муайян мекунад, ки нейрон фаъол аст ё не. Вақте ки нейрон фаъол аст, он маълумотро ба қабатҳои дигар мефиристад. Маълумот дар шабака то он даме, ки нейрон ба қабати баромад бо ин усул расад, эҷод карда мешавад. Ин истилоҳи дигар барои ин таблиғ аст.
Усули интиқоли додаҳо ба гиреҳи воридотӣ ва ба даст овардани натиҷа тавассути гиреҳи баромад ҳамчун паҳншавии пешрафт маълум аст. Вақте ки маълумоти воридотӣ аз ҷониби қабати пинҳонӣ қабул карда мешавад, паҳншавии интиқол ба пеш рух медиҳад. Он мувофиқи функсияи фаъолсозӣ коркард карда мешавад ва сипас ба баромад мегузарад.
Натиҷа аз ҷониби нейрон дар қабати баромад бо эҳтимолияти баландтарин пешбинӣ шудааст. Барқароршавӣ ҳангоми нодуруст будани баромад ба амал меояд. Ҳангоми сохтани шабакаи нейронӣ вазнҳо ба ҳар як вуруд оғоз карда мешаванд. Барқароркунӣ раванди аз нав танзим кардани вазнҳои ҳар як воридот барои кам кардани хатогиҳо ва таъмин кардани натиҷаи дақиқтар аст.
Намудҳои шабакаи нейронӣ
1. Перцептрон
Модели персептрони Мински-Паперт яке аз соддатарин ва қадимтарин моделҳои нейронӣ мебошад. Ин хурдтарин воҳиди шабакаи нейрон аст, ки барои кашф кардани хусусиятҳо ё иктишофи тиҷорат дар маълумоти воридотӣ ҳисобҳои муайянро анҷом медиҳад. Он воридоти вазндорро мегирад ва барои ба даст овардани натиҷаи ниҳоӣ функсияи фаъолкуниро татбиқ мекунад. TLU (воҳиди мантиқии остона) номи дигари персептрон аст.
Перцептрон як таснифи бинарӣ мебошад, ки системаи омӯзишии назоратшаванда мебошад, ки маълумотро ба ду гурӯҳ тақсим мекунад. Гейтс Мантиқ ба монанди AND, OR, ва NAND метавонанд бо дарккунандаҳо амалӣ карда шаванд.
2. Шабакаи нейронии Feed-Forward
Варианти асосии шабакаҳои нейронӣ, ки дар он маълумоти воридотӣ танҳо дар як самт ҷараён мегирад, тавассути гиреҳҳои нейронии сунъӣ мегузарад ва аз гиреҳҳои баромад мебарояд. Қабатҳои воридотӣ ва баромад дар ҷойҳое мавҷуданд, ки қабатҳои пинҳоншуда метавонанд вуҷуд дошта бошанд ё набошанд. Онҳоро метавон ҳамчун шабакаи якқабата ё бисёрқабатаи нейронии пешбаранда дар асоси ин тавсиф кард.
Шумораи қабатҳои истифодашуда бо мураккабии функсия муайян карда мешавад. Он танҳо дар як самт пеш паҳн мешавад ва ба ақиб паҳн намешавад. Дар ин ҷо вазнҳо доимӣ боқӣ мемонанд. Барои таъом додани функсияи фаъолсозӣ, вурудҳо бо вазнҳо зарб карда мешаванд. Функсияи фаъолсозии тасниф ё функсияи фаъолсозии қадам барои ин истифода мешавад.
3. Персептрони бисёрқабата
Муқаддима ба мураккаб шабакаҳои нейронӣ, ки дар он маълумоти воридотӣ тавассути қабатҳои зиёди нейронҳои сунъӣ интиқол дода мешавад. Ин як шабакаи нейронии комилан пайваст аст, зеро ҳар як гиреҳ ба ҳама нейронҳои қабати зерин пайваст аст. Дар қабатҳои даромад ва баромад қабатҳои сершумори пинҳонӣ, яъне ҳадди аққал се ё зиёда қабатҳо мавҷуданд.
Он дорои паҳншавии дуҷониба мебошад, яъне он метавонад ҳам ба пеш ва ҳам ба ақиб паҳн шавад. Вурудҳо бо вазнҳо зарб карда мешаванд ва ба функсияи фаъолсозӣ фиристода мешаванд, ки дар он ҷо онҳо тавассути паҳншавии бозгашт иваз карда мешаванд, то талафот кам карда шавад.
Вазнҳо арзишҳои бо мошин омӯхташуда аз шабакаҳои нейрон мебошанд, ба ибораи оддӣ. Вобаста аз нобаробарии байни натиҷаҳои интизорӣ ва саҳми омӯзиш, онҳо худтанзимкуниро танзим мекунанд. Softmax ҳамчун функсияи фаъолсозии қабати баромад пас аз функсияҳои фаъолсозии ғайрихаттӣ истифода мешавад.
4. Шабакаи нейронҳои конволютсионӣ
Дар муқоиса бо массиви анъанавии дученака, шабакаи нейронҳои конволютсионӣ конфигуратсияи сеченакаи нейронҳо дорад. Қабати аввал ҳамчун қабати конволютсионӣ маълум аст. Ҳар як нейрон дар қабати конволютсионӣ танҳо маълумотро аз як қисми маҳдуди майдони визуалӣ коркард мекунад. Мисли филтр, хусусиятҳои вуруд дар реҷаи партия гирифта мешаванд.
Шабака тасвирҳоро дар қисмҳо мефаҳмад ва метавонад ин амалҳоро чандин маротиба иҷро кунад, то тамоми коркарди тасвирро ба анҷом расонад.
Ҳангоми коркард тасвир аз RGB ё HSI ба хокистарранг табдил дода мешавад. Вариантҳои минбаъдаи арзиши пиксел дар муайян кардани кунҷҳо кӯмак мекунанд ва тасвирҳоро ба якчанд гурӯҳ ҷудо кардан мумкин аст. Паҳншавии якҷониба вақте рух медиҳад, ки CNN дорои як ё якчанд қабатҳои конволютсионӣ ва пас аз ҷамъкунӣ мебошад ва паҳншавии дуҷониба вақте рух медиҳад, ки баромади қабати конволютсия ба шабакаи нейронии пурра пайвастшуда барои таснифи тасвир фиристода мешавад.
Барои баровардани унсурҳои муайяни тасвир, филтрҳо истифода мешаванд. Дар MLP, вурудҳо вазн карда мешаванд ва ба функсияи фаъолсозӣ ворид карда мешаванд. RELU дар конволютсия истифода мешавад, дар ҳоле ки MLP функсияи фаъолсозии ғайрихаттӣ ва пас аз softmax -ро истифода мебарад. Дар шинохти тасвирҳо ва видео, таҳлили семантикӣ ва муайянкунии парафраза, шабакаҳои нейронҳои конволютсионӣ натиҷаҳои аъло медиҳанд.
5. Шабакаи Radial Bias
Пас аз вектори вуруд як қабати нейронҳои RBF ва қабати баромад бо як гиреҳ барои ҳар як категория дар Шабакаи Функсияи Радиалӣ ба вуҷуд меояд. Вуруд бо роҳи муқоисаи он бо нуқтаҳои додаҳои маҷмӯи таълим тасниф карда мешавад, ки дар он ҳар як нейрон прототипро нигоҳ медорад. Ин яке аз мисолҳои маҷмӯи омӯзиш аст.
Ҳар як нейрон масофаи Евклидиро байни вуруд ва прототипи онро ҳисоб мекунад, вақте ки вектори нави вуруд [вектори n-ченакае, ки шумо мехоҳед гурӯҳбандӣ кунед] бояд гурӯҳбандӣ карда шавад. Агар мо ду синф дошта бошем, Синфи А ва Синфи В, вуруди наве, ки бояд гурӯҳбандӣ карда шавад, нисбат ба прототипҳои синфи В ба прототипҳои синфи А шабоҳат дорад.
Дар натиҷа, он метавонад ҳамчун синфи А номгузорӣ ё гурӯҳбандӣ карда шавад.
6. Шабакаи нейронҳои такрорӣ
Шабакаҳои нейронҳои такрорӣ тарҳрезӣ шудаанд, ки баромади қабатро захира кунанд ва сипас онро ба воридот дубора интиқол диҳанд, то барои пешгӯии натиҷаи қабат мусоидат кунанд. Пешниҳод шабакаи нейралӣ одатан қабати ибтидоӣ буда, пас аз он қабати такрории шабакаи нейронӣ мебошад, ки дар он функсияи хотира як қисми иттилоотеро, ки дар қадами қаблии вақт дошт, ба хотир меорад.
Ин сенария паҳнкунии пеширо истифода мебарад. Он маълумотеро, ки дар оянда заруранд, сарфа мекунад. Дар сурати нодуруст будани пешгӯӣ, суръати омӯзиш барои ислоҳи ночиз истифода мешавад. Дар натиҷа, вақте ки паҳншавии такрорӣ пеш меравад, он торафт дақиқтар мешавад.
Барномаҳо
Шабакаҳои нейрон барои ҳалли мушкилоти додаҳо дар фанҳои гуногун истифода мешаванд; баъзе мисолхо дар зер нишон дода шудаанд.
- Шинохти чеҳра - Қарорҳои шинохти чеҳра ҳамчун системаҳои самараноки назорат хидмат мекунанд. Системаҳои шинохти аксҳои рақамиро ба чеҳраи инсон алоқаманд мекунанд. Онҳо дар офисҳо барои вуруди интихобӣ истифода мешаванд. Ҳамин тариқ, системаҳо чеҳраи инсонро тафтиш мекунанд ва онро бо рӯйхати идентификаторҳои дар базаи он нигоҳ дошташуда муқоиса мекунанд.
- Пешгӯии саҳҳомӣ - Сармоягузорӣ ба хатарҳои бозорӣ дучор мешаванд. Пешгӯии пешрафтҳои ояндаро дар бозори саҳомӣ хеле ноустувор аст. Пеш аз шабакаҳои нейронӣ, марҳилаҳои доимо тағйирёбандаи булиш ва хирс пешгӯинашаванда буданд. Аммо, чӣ ҳама чизро тағир дод? Албатта, мо дар бораи шабакаҳои нейронӣ гап мезанем… A Multilayer Perceptron MLP (як намуди системаи зеҳни сунъӣ) барои эҷоди пешгӯии бомуваффақияти саҳҳомӣ дар вақти воқеӣ истифода мешавад.
- иҷтимоӣ - Новобаста аз он, ки ин чӣ қадар ғамангез садо медиҳад, васоити ахбори иҷтимоӣ роҳи оддии мавҷудиятро тағир додааст. Рафтори корбарони шабакаҳои иҷтимоӣ бо истифода аз шабакаҳои сунъии нейрон омӯхта мешавад. Барои таҳлили рақобат, маълумоте, ки ҳамарӯза тавассути муоширати виртуалӣ дода мешавад, ҷамъ карда мешавад ва тафтиш карда мешавад. Амалҳои корбарони шабакаҳои иҷтимоӣ тавассути шабакаҳои нейронӣ такрор мешаванд. Пас аз таҳлили маълумот тавассути шабакаҳои васоити ахбори иҷтимоӣ, рафтори шахсони алоҳида метавонад ба шакли хароҷоти одамон пайваст карда шавад. Маълумот аз замимаҳои васоити ахбори иҷтимоӣ бо истифода аз Multilayer Perceptron ANN истихроҷ карда мешавад.
- Тандурустӣ - Одамон дар ҷаҳони имрӯза аз бартариҳои технология дар соҳаи тандурустӣ истифода мебаранд. Дар бизнеси соҳаи тандурустӣ, шабакаҳои нейронҳои конволютсионӣ барои муайян кардани рентген, сканҳои КТ ва ултрасадо истифода мешаванд. Маълумоти тасвири тиббие, ки аз санҷишҳои дар боло зикршуда гирифта шудаанд, бо истифода аз моделҳои шабакаи нейронӣ арзёбӣ ва арзёбӣ карда мешаванд, зеро CNN дар коркарди тасвир истифода мешавад. Дар таҳияи системаҳои шинохтани овоз инчунин шабакаи нейронҳои такрорӣ (RNN) истифода мешавад.
- Ҳисоботи обу ҳаво - Пеш аз татбиқи зеҳни сунъӣ, пешгӯиҳои шӯъбаи метеорологӣ ҳеҷ гоҳ дақиқ набуданд. Пешгӯии обу ҳаво асосан барои пешгӯии шароити обу ҳаво, ки дар оянда рӯй медиҳанд, анҷом дода мешавад. Пешгӯиҳои обу ҳаво барои пешгӯии эҳтимолияти офатҳои табиӣ дар давраи муосир истифода мешаванд. Пешгӯии обу ҳаво бо истифода аз персептрони бисёрқабат (MLP), шабакаҳои нейронҳои конволютсионӣ (CNN) ва шабакаҳои нейронҳои такрорӣ (RNN) анҷом дода мешавад.
- Муҳофизат - Логистика, таҳлили ҳамлаи мусаллаҳона ва ҷойгиршавии ашё ҳама шабакаҳои нейронро истифода мебаранд. Онҳо инчунин дар патрулҳои ҳавоӣ ва баҳрӣ ва инчунин барои идоракунии дронҳои мустақил кор мекунанд. Зеҳни сунъӣ ба саноати дифоъ такони заруриро медиҳад, ки барои васеъ кардани технологияи он зарур аст. Барои муайян кардани мавҷудияти минаҳои зериобӣ Шабакаҳои нейронҳои конволютсионӣ (CNN) истифода мешаванд.
афзалиятҳо
- Ҳатто агар чанд нейрон дар шабакаи нейрон дуруст кор накунанд ҳам, шабакаҳои нейронӣ ба ҳар ҳол натиҷа медиҳанд.
- Шабакаҳои нейрон қобилияти омӯхтанро дар вақти воқеӣ доранд ва ба танзимоти тағирёбандаи худ мутобиқ мешаванд.
- Шабакаҳои нейрон метавонанд иҷрои вазифаҳои гуногунро ёд гиранд. Барои таъмин намудани натиҷаи дуруст дар асоси маълумоти пешниҳодшуда.
- Шабакаҳои нейрон қувват ва қобилият доранд, ки дар як вақт якчанд вазифаҳоро иҷро кунанд.
нуқсонҳои
- Шабакаҳои нейрон барои ҳалли мушкилот истифода мешаванд. Он шарҳи "чаро ва чӣ гуна" ҳукмҳоеро, ки ба далели печидаии шабакаҳо содир кардааст, ифшо намекунад. Дар натиҷа, эътимоди шабака метавонад аз байн равад.
- Қисмҳои шабакаи нейрон аз ҳамдигар вобастаанд. Яъне, шабакаҳои нейронӣ компютерҳои дорои қудрати кофии ҳисоббарориро талаб мекунанд (ё ба онҳо хеле вобастаанд).
- Раванди шабакаи нейронӣ ягон қоидаи мушаххас (ё қоидаи асосӣ) надорад. Дар усули озмоиш ва хато, сохтори дурусти шабака тавассути кӯшиши шабакаи оптималӣ таъсис дода мешавад. Ин тартибест, ки танзими зиёди дақиқро талаб мекунад.
хулоса
Соҳа шабакаҳои нейралӣ босуръат вусъат меёбад. Омӯзиш ва фаҳмидани мафҳумҳои ин бахш муҳим аст, то бо онҳо мубориза бурда тавонем.
Дар ин мақола намудҳои зиёди шабакаҳои нейронӣ баррасӣ шудаанд. Шумо метавонед шабакаҳои нейронро барои ҳалли мушкилоти додаҳо дар дигар соҳаҳо истифода баред, агар шумо дар бораи ин фан бештар маълумот гиред.
Дин ва мазҳаб