Нейронные сети

Типы задач, которые решают нейронные сети

Примечание: При такой модели обучение нейронной сети сводится к изменению коэффициенту весов, то есть связи между отдельными нейронами. Если вес положительный — сигнал в нейроне усиливается, нулевой — нейроны не влияют друг на друга, отрицательный — сигнал в принимающем нейроне погашается.

Среди основных областей применения нейронных сетей — прогнозирование, принятие решений, распознавание образов, оптимизация, анализ данных. Нейросети лежат в основе большинства современных систем распознавания и синтеза речи, а также распознавания и обработки изображений. Они применяются в некоторых системах навигации, будь то промышленные роботы или беспилотные автомобили. О примерах мы поговорим чуть позже, а пока же узнаем…

Рекуррентные нейронные сети (Recurrent neural network, RNN). Используют направленную последовательность связи между узлами. В RNN результат вычислений на каждом этапе используется в качестве исходных данных для следующего. Благодаря этому, рекуррентные нейронные сети могут обрабатывать серии событий во времени или последовательности для получения результата вычислений.

Нейросети пока не могут написать большой и связный текст без помощи человека. Тем не менее они помогут начать статью или рассылку, сформулировать мысль или идею. Сервисы могут быть полезны для копирайтеров, менеджеров и всех, кому приходится или хочется писать.

В обучаемости. Без этого они просто были бы еще одной математической моделью, но благодаря обучению могут приводить в шок непосвященных. Нейросети могут распознавать более глубокие, иногда неожиданные закономерности в данных. Объяснить на пальцах это не так просто. В общем смысле слова, обучение заключается в нахождении верных коэффициентов связи между нейронами, а также в обобщении данных и выявлении сложных зависимостей между входными и выходными сигналами. Если вначале ее легко обмануть, то через пару сотен тысяч действий, она легко распознает, если вы пытаетесь дать ей что-то не то.

Представьте себе сельскохозяйственный комбайн, исполнительные механизмы которого снабжены множеством видеокамер. Он делает пять тысяч снимков в минуту каждого растения в полосе своей траектории. Каждый снимок сам по себе ничего не значит. Но используя нейросеть, сравнивая полученные результаты с теми, что есть в его программе, комбайн анализирует — не сорняк ли это, не поражено ли оно болезнью или вредителями. И обрабатывает каждое растение индивидуально. Фантастика? Уже не совсем. А через пять лет может стать нормой.

Thing translator

Но что еще главное – людям понравилось, и они стали готовы платить за развлечение. В итоге, когда пару лет назад белорусские разработчики создали приложение MSQRD, добавляющее маски к вашим лицам на камере онлайн, они и подумать не могли о том, что пользователем забавной игрушки станут миллионы. Популярность приложения стала так высока, что Facebook купила их за 85 миллионов долларов. Неплохо для небольшой компании!

В нескольких абзацах расскажем, что это такое, как работает и чего ждать. Сразу скажем – на научную точность не претендуем, потому что тему в трех словах не опишешь, зато оставим в конце несколько ссылок на интересные примеры использования нейронных сетей, которые могут пригодиться и вам.

Автор книги «Before the Brand: Creating the Unique DNA of an Enduring Brand Identity» Алисия Перри подсчитала, что 98% английского словаря состоит из названий брендов. Придумать оригинальное название для бизнеса, которое понравится пользователям, непросто. А после этого еще нужно выбрать цвета, логотип и придумать фирменный стиль. Принять решения и поставить задачу дизайнерам предпринимателю поможет искусственный интеллект.

Это чат-бот от компании Open AI, разработанный на базе языковой модели GPT-3,5. Нейросеть может вести диалог, рассказывать анекдоты и писать тексты. Модель прошла обучение с подкреплением, получала фидбэк от людей и совершенствовала свои алгоритмы. Этот чат-бот можно использовать вместо поиска, для написания простого кода и поточных текстов, например, карточек товаров для интернет-магазина.

Стоит ли опасаться развития искусственного интеллекта до таких высот, что он потребует у вас мотоцикл и куртку? Вряд ли. Сегодня все подобные сервисы создаются скорее не для решения глобальных задач, на которые и нацелены нейросети, а для демонстрации способностей нейронной сети и проведения её обучения. «Многие прорывные результаты исследований пока не очень применимы в бизнесе. На практике зачастую разумнее использовать другие методы машинного обучения — например, различные алгоритмы, основанные на деревьях решений. Наверное, это выглядит не так захватывающе и футуристично, но эти подходы очень распространены», — пишет Борис Вольфсон, директор по развитию HeadHunter. А раз так, то человечество по-прежнему остается главным врагом самому себе

Сама нейросеть представляет собой систему из множества таких нейронов (процессоров). По отдельности эти процессоры достаточно просты (намного проще, чем процессор персонального компьютера), но будучи соединенными в большую систему, нейроны способны выполнять очень сложные задачи по сбору информации, ее анализу и созданию новой. Вот вам хорошо иллюстрирующий этот принцип работы пример:

Нейросети научились создавать впечатляющие иллюстрации, имитировать картины известных мастеров и фотореалистичную графику. Изображения можно добавлять в презентации, посты в соцсетях или использовать для вдохновения. Выгоревшие дизайнеры, иллюстраторы и SMM-специалисты оценят этот инструмент.

Примечание: Работа нейронной сети сравнима с действиями человека: сталкиваясь с незнакомым предметом, он узнает его свойства и делает выводы. Аналогичные процессы происходят в узлах нейросетей, когда решая определенную задачу, они используют полученный опыт для дальнейшего обучения.

RYTR

К середине 2019 года нейросети обрели невероятную мощь. До восстания машин еще далеко, но прогресс налицо: сначала все ринулись заменять лица одних актеров на другие (вставляя Юрия Никулина в «Криминальное чтиво», например), потом бросились узнавать, как они будут выглядеть в другом гендерном обличии в приложении Snapchat .

Мы предлагаем готовые решения для работы с искусственным интеллектом, машинным обучением и нейронными сетями. Клиентам доступны платформа для совместной ML-разработки с ускорением до +1700 GPU Tesla v100 и A100 ML Space, инструменты для обработки языка ruGPT-3 & family и другие сервисы.

Stable Diffusion — инструмент от группы Stability.Ai. Нейросеть создает картинку по словесному описанию. Она использует в работе кодировщик текста, который описывает каждое слово с помощью списка чисел или вектора. Генератор изображения обрабатывает эти данные и преобразует в пиксельную картинку. Нейросеть уже используют для создания контента — в телеграм-канале АктаНейро можно посмотреть, как Stable Diffusion генерирует изображения к новостям.

Потому что мощности стали позволят разрабатывать нейросети даже небольшим компаниям. А главное — появились готовые, предобученные нейросети, распознающие образы, на основании которых можно делать свои приложения, не занимаясь длительной подготовкой нейросети к работе. По сути, создав один раз нейросеть, которая что-то делает с фотографиями (различает лицо, например), вы потом сможете использовать этот алгоритм и на других подобных проектах.

Инструмент создал разработчик из Google Дэн Мотценбекер на проекте AI Experiments от Google Creative Lab. Нейросеть работает на базе платформы Google Cloud Vision API и переводчика Translate API. Эти технологии позволяют с высокой точностью распознавать объекты на картинках и выдавать машинный перевод. Нейросеть считывает форму предмета, ищет совпадения, распознаеёт вещь и переводит название на выбранный язык. Сервис знает немецкий, французский, испанский, итальянский, китайский, японский, корейский, датский языки и хинди. Иногда инструмент ошибается, но, как и любая технология машинного обучения, учится на своих ошибках и совершенствуется с каждым запросом.

По сути, принцип работы нейронных сетей, о которых мы сейчас рассказываем, близок к человеческой нервной системе. Каждый нейрон здесь – это этакая ячейка, у которой имеется множество входных отверстий для получения информации и одно выходное. Каким образом многочисленные входящие сигналы формируются в выходящий, как раз и определяет алгоритм вычисления.