Машинное обучение и Искусственный Интеллект

IBM Watson – это суперкомпьютер и платформа когнитивных вычислений IBM.

Основная задача Уотсона – понимать вопросы, сформулированные на естественном языке, и находить на них ответы с помощью ИИ.

IBM Watson использует глубокий анализ контента и обоснование на основе фактических данных.

В сочетании с вероятностными методами обработки, Watson может улучшить процесс принятия решений, сократить расходы и оптимизировать результаты.

Microsoft Cognitive Services – это набор API, SDK и когнитивных сервисов, которые разработчики могут использовать для повышения интеллектуальности своих приложений.

С помощью таких сервисов разработчики могут легко добавлять интеллектуальные функции в свои приложения – такие как обнаружение эмоций и чувств, распознавание изображений и речи, знание, поиск и понимание языка.

Машинное обучение, глубокое обучение, нейронные сети

Прежде чем мы углубимся в то, как работает ИИ, и его различные варианты использования и приложения, давайте еще раз вернемся к терминам и концепциям ИИ, и разберем понятия искусственного интеллекта, машинного обучения, глубокого обучения и нейронных сетей.

Эти термины иногда используются взаимозаменяемо, но они не относятся к одному и тому же.

Искусственный интеллект – это область информатики, занимающаяся симуляцией интеллектуального поведения.

Системы ИИ, как правило, демонстрируют поведение, связанное с человеческим интеллектом, такое как планирование, обучение, рассуждение, решение задач, представление знаний, восприятие, движение и манипуляция, и в меньшей степени социальный интеллект и креативность.

Машинное обучение – это подмножество ИИ, которое использует компьютерные алгоритмы для анализа данных и принятия разумных решений на основе того, что они узнали, без явного программирования.

Алгоритмы машинного обучения обучаются на больших наборах данных и учатся на примерах.

Они не следуют алгоритмам, основанным на правилах.

Машинное обучение – это то, что позволяет машинам самостоятельно решать задачи и делать точные прогнозы, используя предоставленные данные.

Глубокое обучение – это специализированный раздел машинного обучения, который использует многоуровневые нейронные сети для имитации принятия человеческих решений.

Алгоритмы глубокого обучения могут маркировать и классифицировать информацию и идентифицировать шаблоны – закономерности.

Это то, что позволяет системам искусственного интеллекта постоянно учиться в процессе работы и повышать качество и точность результатов, определяя правильность принятых решений.

Идея искусственных нейронных сетей основывается на биологических нейронных сетях, хотя они работают совсем по-другому.

Нейронная сеть в ИИ представляет собой набор небольших вычислительных блоков, называемых нейронами, которые принимают входящие данные и учатся принимать решения с течением времени.

Нейронные сети часто являются многоуровневыми и становятся более эффективными по мере увеличения объема наборов данных, в отличие от других алгоритмов машинного обучения.

Теперь, давайте разберем еще одно важное различие, которое важно понять, – это различие между искусственным интеллектом и наукой о данных.

Наука о данных – это процесс и метод извлечения знаний и идей из больших объемов разнородных данных.

Это междисциплинарная область, включающая математику, статистический анализ, визуализацию данных, машинное обучение и многое другое.

Это то, что позволяет нам обрабатывать информацию, видеть закономерности, находить смысл в больших объемах данных и использовать информацию для принятия решений.

И наука о данных, Data Science может использовать многие методы искусственного интеллекта, чтобы получить представление о данных.

Например, наука о данных может использовать алгоритмы машинного обучения и даже модели глубокого обучения, чтобы извлечь смысл и сделать выводы из данных.

Существует некоторое пересечение между ИИ и наукой о данных, но одно не является подмножеством другого.

Наоборот, наука о данных – это более широкий термин, охватывающий всю методологию обработки данных.

А ИИ включает в себя все, что позволяет компьютерам учиться решать задачи и принимать разумные решения.

И ИИ, и Data Science могут использовать большие данные.

Машинное обучение, подмножество искусственного интеллекта, использует компьютерные алгоритмы для анализа данных и принятия разумных решений на основе того, что алгоритмы изучили.

Вместо того, чтобы следовать алгоритмам, основанным на правилах, машинное обучение само строит модели для классификации и прогнозирования на основе данных.

Например, что, если мы хотим определить, может ли возникнуть проблема с нашим сердцем, с помощью машинного обучения?

Можем ли мы это сделать.

И ответ – да.

Допустим, нам даны такие данные, как количество ударов в минуту, вес тела, возраст и пол.

С машинным обучением и этим набором данных, мы можем изучить и создать модель, которая с учетом входных данных будет предсказывать результаты.

Так в чем же разница между этим подходом и просто использования статистического анализа для создания алгоритма?

Алгоритм – это математическая техника.

В традиционном программировании мы берем данные и правила и используем их для разработки алгоритма, который даст нам ответ.

В этом примере, если бы мы использовали традиционный алгоритм, мы бы взяли данные, такие как сердечный ритм, возраст, вес тела и пол и использовали эти данные для создания алгоритма, который определит, будет ли сердце работать нормально или нет.

По сути, это было бы выражение if – else.

Когда мы отправляем входные данные, мы получаем ответы, основанные на том, какой алгоритм мы определили, и этот алгоритм не изменится от данных.

Машинное обучение, с другой стороны, берет данные и ответы и уже потом само создает алгоритм.

Вместо того, чтобы получить ответы в конце, у нас уже есть ответы.

А то, что мы получаем здесь, – это набор правил, определяющих модель машинного обучения.

И эта модель определяет правила и оператор if – else при получении входных данных.

И эта модель, в отличие от традиционного алгоритма, может постоянно обучаться и использоваться в будущем для прогнозирования значений.

Машинное обучение опирается на определение правил путем изучения и сравнения больших наборов данных, чтобы найти общие закономерности.