Sieci neuronowe: zastosowania w świecie rzeczywistym

Opublikowany: 2018-02-07

Sieci neuronowe znajdują szerokie zastosowanie w obszarach, w których tradycyjne komputery nie radzą sobie zbyt dobrze. Na przykład w przypadku stwierdzeń problemów, w których zamiast zaprogramowanych wyników chcesz, aby system uczył się, dostosowywał i zmieniał wyniki zsynchronizowane z danymi, które na niego rzucasz. Sieci neuronowe również znajdują rygorystyczne zastosowania , gdy mówimy o radzeniu sobie z zaszumionymi lub niekompletnymi danymi. I szczerze mówiąc, większość dostępnych tam danych jest rzeczywiście zaszumiona.
Dzięki podobnej do mózgu zdolności do uczenia się i adaptacji, sieci neuronowe stanowią całą podstawę i mają zastosowanie w sztucznej inteligencji, a co za tym idzie, algorytmach uczenia maszynowego. Zanim przejdziemy do tego, w jaki sposób sieci neuronowe zasilają sztuczną inteligencję, najpierw porozmawiajmy trochę o tym, czym dokładnie jest sztuczna inteligencja.
Przez najdłuższy możliwy czas słowo „inteligencja” kojarzyło się właśnie z ludzkim mózgiem. Ale wtedy coś się stało! Naukowcy znaleźli sposób na trenowanie komputerów, postępując zgodnie z metodologią, którą stosuje nasz mózg. W ten sposób pojawiła się Sztuczna Inteligencja, którą zasadniczo można zdefiniować jako inteligencję pochodzącą z maszyn. Mówiąc prościej, uczenie maszynowe to po prostu zapewnienie maszynom możliwości „myślenia”, „uczenia się” i „adaptacji”.
Mając tak wiele do powiedzenia i zrobione, konieczne jest zrozumienie, jakie dokładnie są przypadki użycia sztucznej inteligencji i w jaki sposób sieci neuronowe pomagają w przyczynie. Przyjrzyjmy się aplikacjom sieci neuronowych w różnych domenach – od mediów społecznościowych i zakupów online , przez finanse osobiste , aż po inteligentnego asystenta w telefonie .
Należy pamiętać, że lista ta nie jest w żaden sposób wyczerpująca, ponieważ zastosowania sieci neuronowych są szeroko rozpowszechnione. Zasadniczo wszystko, co sprawia, że ​​maszyny się uczą, to wdrażanie jednego lub drugiego rodzaju sieci neuronowej .

Spis treści

Media społecznościowe

Stale rosnący zalew danych otaczający media społecznościowe daje twórcom tych platform wyjątkową okazję do korzystania z nieograniczonej ilości danych, które posiadają. Nic dziwnego, że co dwa tygodnie zobaczysz nową funkcję. Można śmiało powiedzieć, że wszystko to byłoby jak odległy sen bez sieci neuronowych , które mogłyby uratować sytuację.
Przewodnik dla początkujących do zrozumienia języka naturalnego

Sieci neuronowe i ich algorytmy uczenia się znajdują szerokie zastosowanie w świecie mediów społecznościowych. Zobaczmy jak:

Facebook

Gdy tylko prześlesz dowolne zdjęcie do Facebooka, usługa automatycznie podświetli twarze i poprosi znajomych o tagowanie. Jak błyskawicznie rozpoznaje, który z Twoich znajomych jest na zdjęciu?
Odpowiedź jest prosta – sztuczna inteligencja. W filmie przedstawiającym badania Facebooka nad sztuczną inteligencją omawiają zastosowania sieci neuronowych do zasilania ich oprogramowania do rozpoznawania twarzy. Facebook intensywnie inwestuje w tym obszarze, nie tylko w ramach organizacji, ale także poprzez przejęcia startupów zajmujących się rozpoznawaniem twarzy, takich jak Face.com (nabyty w 2012 roku za rzekomo 60 mln USD), Masquerade (nabyty w 2016 roku za nieujawnioną kwotę), oraz Facjometria (nabyta w 2016 r. za nieujawnioną kwotę).
Sieci neuronowe: zastosowania w świecie rzeczywistym UpGrad Blog
W czerwcu 2016 r. Facebook ogłosił nową inicjatywę sztucznej inteligencji, która wykorzystuje różne głębokie sieci neuronowe, takie jak DeepText – silnik sztucznej inteligencji, który potrafi zrozumieć treść tekstową tysięcy postów na sekundę z niemal ludzką dokładnością.

Instagram

Instagram, przejęty przez Facebooka w 2012 roku, wykorzystuje głębokie uczenie się, wykorzystując połączenie powtarzających się sieci neuronowych do identyfikacji kontekstowego znaczenia emotikonów – które stopniowo zastępują slangi (na przykład śmiejące się emotikony może zastąpić „rofl” ).
Poprzez algorytmiczne identyfikowanie nastrojów za emotikonami, Instagram tworzy i automatycznie sugeruje emotikony i hashtagi związane z emotikonami. Może się to wydawać drobnym zastosowaniem sztucznej inteligencji, ale możliwość interpretacji i analizy tego tłumaczenia emoji na tekst na większą skalę stanowi podstawę do dalszej analizy tego, w jaki sposób ludzie korzystają z Instagrama.

Pinterest

Pinterest korzysta z wizji komputerowej – kolejnej aplikacji sieci neuronowych , w której uczymy komputery „widzieć” jak człowiek, aby automatycznie identyfikować obiekty na obrazach (lub „szpilkach”, jak to nazywają), a następnie polecać wizualnie podobne szpilki. Inne zastosowania sieci neuronowych na Pintereście obejmują zapobieganie spamowi, wyszukiwanie i wykrywanie, wydajność reklam i monetyzację oraz marketing e-mailowy.
Generowanie języka naturalnego: najważniejsze rzeczy, które musisz wiedzieć

Zakupy online

Czy znajdujesz się w sytuacjach, w których masz zamiar coś kupić, ale ostatecznie kupujesz o wiele więcej, niż planowano, dzięki niesamowitym rekomendacjom?
Tak, obwiniaj za to sieci neuronowe . Wykorzystując sieć neuronową i jej wiedzę, giganci e-commerce tworzą systemy sztucznej inteligencji, które znają Cię lepiej niż Ty. Zobaczmy jak:

Szukaj

Twoje wyszukiwania w Amazon („słuchawki”, „kamień do pizzy”, „ładowarka do laptopa” itp.) zwracają listę najbardziej odpowiednich produktów związanych z wyszukiwaniem, bez marnowania czasu. W opisie swojej technologii wyszukiwania produktów Amazon stwierdza, że ​​jego algorytmy uczą się automatycznie łączyć wiele istotnych funkcji. Wykorzystuje przeszłe wzorce i dostosowuje się do tego, co jest ważne dla danego klienta.
A co sprawia, że ​​algorytmy „uczą się”? Dobrze zgadłeś – Sieci neuronowe !

Zalecenia

Amazon wyświetla rekomendacje za pomocą swoich „klientów, którzy oglądali ten przedmiot, oglądali również”, „klienci, którzy kupili ten przedmiot, kupili również”, a także za pośrednictwem wyselekcjonowanych rekomendacji na Twojej stronie głównej, na dole stron przedmiotów oraz w wiadomościach e-mail. Amazon wykorzystuje sztuczne sieci neuronowe do trenowania swoich algorytmów w celu poznania wzorców i zachowań użytkowników. To z kolei pomaga Amazonowi dostarczać jeszcze lepsze i spersonalizowane rekomendacje.

Bankowość/Finanse osobiste

Sprawdź depozyty przez telefon

Większość dużych banków eliminuje potrzebę fizycznego dostarczania czeków przez klientów, oferując możliwość deponowania czeków za pośrednictwem aplikacji na smartfony . Technologie, które obsługują te aplikacje, wykorzystują sieci neuronowe do odszyfrowywania i przekształcania pisma ręcznego na kontrolach na tekst. Zasadniczo sieci neuronowe znajdują się w centrum każdej aplikacji wymagającej rozpoznawania pisma ręcznego/mowy/obrazu.

Zapobieganie oszustwom

Jak instytucja finansowa może ustalić oszukańczą transakcję? W większości przypadków dzienna wielkość transakcji jest zbyt duża, aby można ją było sprawdzić ręcznie. Aby w tym pomóc, sztuczna inteligencja jest wykorzystywana do tworzenia systemów, które poprzez szkolenie uczą się, jakie rodzaje transakcji są fałszywe (mów uczenie się, mów o sieciach neuronowych !).
FICO – firma, która tworzy ratingi kredytowe wykorzystywane do określania zdolności kredytowej, wykorzystuje sieci neuronowe do zasilania swojej sztucznej inteligencji w celu przewidywania nieuczciwych transakcji. Czynniki, które wpływają na ostateczną wydajność sztucznej sieci neuronowej, obejmują częstotliwość i wielkość transakcji oraz rodzaj zaangażowanego sprzedawcy.
Miej oko na następną wielką rzecz: uczenie maszynowe

Zasilanie telefonów komórkowych

Głos na tekst

Jedną z najczęstszych funkcji współczesnych smartfonów jest konwersja głosu na tekst. Wystarczy nacisnąć przycisk lub wypowiedzieć konkretną frazę (na przykład „Ok Google”), aby zacząć mówić do telefonu, a telefon konwertuje dźwięk na tekst. Google wykorzystuje sztuczne sieci neuronowe w powtarzalnym połączeniu, aby usprawnić wyszukiwanie głosowe. Microsoft twierdzi również, że opracował system rozpoznawania mowy – wykorzystujący sieci neuronowe , który może transkrybować rozmowy nieco dokładniej niż ludzie.

Inteligentni asystenci osobiści

Ponieważ technologia zamiany głosu na tekst staje się wystarczająco dokładna, aby polegać na podstawowych rozmowach, zmienia się w interfejs sterowania dla nowej generacji asystentów osobistych. Początkowo istnieli prostsi asystenci telefoniczni – Siri i Google Now (teraz zastąpili bardziej wyrafinowanego Asystenta Google), którzy potrafili wyszukiwać w Internecie, ustawiać przypomnienia i integrować się z Twoim kalendarzem. Amazon rozszerzył ten model, zapowiadając uzupełniające się komponenty sprzętowe i programowe – Alexa i Echo (później Dot).
Przewodnik dla początkujących do zrozumienia języka naturalnego UpGrad Blog
Jaka jest różnica między Data Science, Machine Learning i Big Data?

Owinąć…
Tylko zarysowaliśmy powierzchnię, jeśli chodzi o zastosowania sieci neuronowych w codziennym życiu. Określone branże i domeny mają określone interakcje ze sztuczną inteligencją, wykorzystując sieci neuronowe, co znacznie wykracza poza to, o czym mowa w tym artykule. Na przykład szachiści regularnie używają silników szachowych do analizowania swoich partii, doskonalenia się i ćwiczenia nowych taktyk – i jest rzeczą oczywistą, że silnik szachowy, o którym mowa, wykorzystuje sieci neuronowe , aby przeprowadzić naukę.

Ucz się kursów ML online z najlepszych światowych uniwersytetów. Zdobywaj programy Masters, Executive PGP lub Advanced Certificate Programy, aby przyspieszyć swoją karierę.
Czy masz jakiś inny interesujący przypadek użycia sieci neuronowych w prawdziwym życiu, który moglibyśmy przeoczyć? Wrzuć to w komentarzach poniżej!

Jakie problemy mogą rozwiązać sieci neuronowe?

Sieci neuronowe rozwiązują problemy wymagające rozpoznawania wzorców. Na przykład sieć neuronową można wytrenować w rozpoznawaniu odręcznych cyfr. Innym przykładem jest autonomiczny samochód Google, który jest wyszkolony do klasycznego rozpoznawania psa, ciężarówki lub samochodu. Są dobre do rozpoznawania wzorców, klasyfikacji i optymalizacji. Obejmuje to rozpoznawanie pisma ręcznego, rozpoznawanie twarzy, rozpoznawanie mowy, tłumaczenie tekstu, wykrywanie oszustw związanych z kartami kredytowymi, diagnostykę medyczną i rozwiązania dla ogromnych ilości danych. Może być używany do znajdowania powiązań między wzorcami, konwertowania jednego typu danych na inny oraz tworzenia skojarzeń lub uogólnień między różnymi podmiotami.

Dlaczego sieci neuronowe są ważne?

Sieci neuronowe to klasa algorytmów uczenia maszynowego, które mają wiele zastosowań. Niektóre z najpopularniejszych zastosowań sieci neuronowych to widzenie komputerowe, rozpoznawanie mowy i przetwarzanie języka naturalnego. Obecnie sieci neuronowe są wykorzystywane do wielu różnych zastosowań i cieszą się dużym zainteresowaniem społeczności naukowej. Sieci SSN mogą być wykorzystywane do rozwiązywania wielu trudnych problemów, z którymi borykamy się obecnie. Są one stosowane jako składnik w większym systemie lub mogą być stosowane na etapie wstępnego przetwarzania skomplikowanych technik nieliniowych.

Jaki jest największy problem z sieciami neuronowymi?

Największym problemem z sieciami neuronowymi jest to, że nie są one tak dokładne, głównie dlatego, że mają stosunkowo powolną krzywą uczenia się. Problem dotyczy nie tylko dokładności, ale także wydajności. Sieci neuronowe mogą działać bardzo wolno, ponieważ często polegają one na sprzężeniu zwrotnym z poprzednich obliczeń do następnych. Prostym sposobem rozwiązania tego będzie usunięcie jednej z wielu warstw sieci, aby uniknąć takich informacji zwrotnych, ale może to w rzeczywistości uszkodzić dokładność sieci. Innym rozwiązaniem może być użycie komputerów równoległych, które można wykorzystać do podziału obciążenia i wyeliminowania problemów z szybkością.