Нейросети (нейронные сети) — это математическая модель, которая устроена по принципам нервной системы живого организма. Она предназначена для решения интеллектуальных задач.
История нейросетей
Учеными, сформировавшими принцип работы нейросетей были американцы Уоррен Мак-Каллок и Уолтер Питтс. Работая в области нейролингвистики и нейрофизиологии, они впервые высказали мысль о том, что человеческий мозг — это компьютер. В 1949 году канадский нейропсихолог Дональд Хебб в своей книге «Организация поведения» описал процесс самообучения искусственных нейронных сетей (ИНС).
Первую математическую модель восприятия информации человеческим мозгом (перцептрон) разработал американский нейрофизиолог Фрэнк Розенблатт в 1957 году. Уже в то время разработка Розенблатта имела практическое значение. При ее помощи можно было прогнозировать погоду и распознавать образы. Однако использование нейросетей для машинного обучения стало возможно только после 2007 года.
Фрэнк Розенблатт со своим перцептроном «Марк-1»
В 1969 году Марвин Минский выпустил статью, в которой подверг перцептрон критике. После чего интерес к нейросетям временно угас, но разработка в 1974 года Полом Вербосом алгоритма обратного распространения ошибки и работы Джона Хопфилда об устройстве нейросети вновь вызвали большой общественный резонанс.
Работа ИНС основана на повторении алгоритма работы биологических нейронных сетей. При обработке сигнала в каждом из миллиардов нейронов входящая информация преобразуется на выходе в правильный сигнал. Разные ответы нейросети выдают благодаря существованию синапсов (места соединения выхода одного нейрона и входа другого). Проходя через синапс, сигнал или усиливается, или ослабляется.
Что умеют нейросети
Нейросети дают возможность решать задачи высокой сложности с неизвестным решением:
- Распознавание речи;
- Распознавание образов;
- Сложное прогнозирование.
ИНС адаптируется к изменениям, поэтому способны постоянно работать в правильном режиме. После обучения нейросети могут фильтровать ненужную информацию и воспринимать только необходимую. Важное свойство искусственных нейросетей — отказоустойчивость. При повреждении большого количества нейронов нейросети могут сохранить способность функционировать правильно и выдавать логичные ответы. Быстрота работы — еще одно преимущество нейросети. Это достигается за счет большого количества нейронов, участвующих в решении задачи.
Виды нейросетей
Существует много классификаций нейросетей. Их можно разделить на основные виды:
- Однослойные;
- Многослойные;
- Прямого распространения;
- Рекуррентные.
Однослойные нейросети выдают результат сразу после загрузки массива данных. Многослойные — после прохождения массива данных через несколько слоев. Нейросети прямого распространения направлены только в одну стороны, а рекуррентные способны перенаправлять информацию обратно. Рекуррентные нейросети в основном используются при прогнозировании.
Где используют нейросети
ИНС используются почти повсеместно. Например, при наборе текста посредством голоса. Существует много приложений с использованием нейросетей. Такие, как приложения для распознавания автомобилей на снимках или с распознаванием пород собак. Нейросети участвуют и в социальных или научно-экономических исследованиях. Существуют развлекательные приложения с применением нейронных сетей: приложения для создания изображений по описанию.
Картина, созданная нейросетью Midjourney
У ИНС есть и недостатки. К их числу относится способность нейросетей выдавать лишь приблизительный ответ. Он будет правильным, но неточным, так как будет отличаться от неправильного всего на несколько процентов. Каждый нейрон решает только свою часть задачи, поэтому ИНС не может решить ее поэтапно. Вследствие этого нейросети не способны решать уравнения и другие вычислительные задачи. Очевидно, что в настоящее время нейросети нельзя назвать полноценным искусственным интеллектом. Это неудивительно: человек имеет 86 млрд. биологических нейронов, а современная нейросеть не более 10 млрд.
Хотя возможности ИНС достаточно велики, они не идут ни в какое сравнение с человеческим мозгом. Несомненно, в недалеком будущем возможности нейросети получат существенное развитие.
Читайте также:
- «Робот, обними меня». Способны ли машины на человеческую заботу
- Ученые создали робота, который может удалять катаракту