Нейросеть - что это такое и как она работает?

Здравствуйте, уважаемые читатели проекта Тюлягин! Сегодня в новой статье мы обсудим, что такое нейросеть и как она работает. Кроме этого из статьи вы поймете для чего вообще нужны нейросети. А также рассмотрим возможности нейросетей на которые они способны и которые они еще не могут делать. Важно понимать, что под нейросетью в данной статье мы будем понимать искусственную нейронную сеть.

Содержание статьи:

Что такое Нейросеть?

Нейросеть — это написанная человеком компьютерная программа, которая функционирует и работает подобно человеческому мозгу. А именно программа пропускает входную информацию в виде данных через систему «нейронов». Нейроны в данном случае представляют из себя более простые программы, которые взаимодействуют между собой и на выходе преобразуют данные в некоторый результат, на основе этих взаимодействий, опыта и ошибок предыдущих операций программы. То есть другими словами нейросеть — это программа способная к самообучению. Название нейросети происходит из-за похожести на функционирования нервной системы и мозга человека. Так слово «нейрон» происходит от греческого слова «нерв».

Как работает Нейросеть?

Как я уже писал выше нейросеть — это определенная программа, написанная человеком и работающая по принципу нашего с вами мозга. Эта программа состоит из множества других встроенных программ, которые принимают информацию, производят простейшие операции и вычисления и передают данные дальше. У каждой программы или так называемого «нейрона» существует два параметра — это вход и выход. Именно входной и выходной информацией (или сигналами) нейроны взаимодействуют между друг другом. У каждого нейрона есть собственный внутренний алгоритм который воздействует на входной сигнал, трансформирует его и выдает видоизмененный.

Нейроны отвечают за различные функции, например прием, обработку или выдачу данных. Нейроны которые близки по назначению объединяются в слои и уровни. А связи между нейронами по аналогии со строением мозга человека называют синапсами.

В ходе взаимодействий, встроенные в программу «нейроны» выявляют сложные зависимости и связи между входной и выходящей информацией, после чего образовывают некоторое обобщение результатов. Кроме этого искусственные нейронные сети помимо анализа информации также могут воспроизводить и дополнять свой собственные опыт и выводы из предыдущих ошибок.

Для чего нужны Нейросети и на что они способны?

На текущий момент искусственные нейронные сети, созданные людьми, способны решить ряд задач и выполнять действия по сортировке, предсказанию и распознаванию различной информации, событий или объектов:

определять класс и название объекта по фотографии, находить похожие фото
разделять большое количество данных или предметов по определенным признакам на группы и классы
выявлять зависимость одних объектов от других и обобщать их
прогнозировать различные события, показатели, демографические данные, экономические показатели, котировки акций, прогноз погоды и т.д..
выявлять и определять целевую аудиторию для проведения маркетинговых компаний
создавать обучающие алгоритмы в симуляции спортивных соревнований и компьютерных играх
диагностировать потенциальные болезни в медицине
используются для анализа платежеспособности людей при выдачи им кредита или ипотеки
используются поисковыми роботами для выдачи и формирования рекомендованного контента

Также, кроме перечисленных выше вариант использования нейросетей, существуют и другие, не совсем тривиальные — запись музыки и видео.

Помимо этого, важно понимать что искусственные нейронные сети — это не простые алгоритмы, которые выполняют заранее определенные действия в определенный момент. Нейросети — это программы, которые способны обучаться на собственном опыте, ошибках и получаемой информации вокруг. Так они могут обрабатывать большое количество информации, в разных ее видах, в том числе и способны обрабатывать человеческую речь.

Виды нейросетей

Виды нейросетей могут отличаться по способу приема сигнала и данных, так существует нейросети, которые принимают сигналы (или как их также называют синапсами) на только входные нейроны, принимают на все нейроны одновременно, а также на нейроны разных слоев и уровней.

Всего существует большое множество классификаций нейросетей по разным характеристикам:

нейросети по типу входной информации
нейросети по способу обучения
нейросети по способу настройки синапсов
нейросети по времени передачи сигнала
нейросети по типу и характеру связи

Книги про нейросети

Ниже перечислен список литературы по нейросетям, часть из них является ознакомительной литературой по нейросетям, а другая часть является серьезной технической литературой для программистов и инженеров нейросетей:

Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика — Ф. Уоссермен
Нейронные сети — Саймон Хайкин
Самоорганизующиеся карты — Тойво Кохонен
Нейросетевые модели и алгоритмы. Справочник — Дмитрий Тархов
Make Your Own Neural Network — Tariq Rashid
A Brief Introduction to Neural Networks — David Kriesel
An Introduction to Statistical Learning — Gareth James
Programming Collective Intelligence — Toby Segaran
Neural Networks: A Systematic Introduction — Raul Rojas
Deep Learning: Methods and Applications — Li Deng Dong Yu

Лучшие нейросети

Также в заключении хотел бы вам представить ряд известных и малоизвестных сервисов, работающих с ипсользованием технологии нейросетей:

FaceApp
Deep Dream
FaceHero
http://What-Dog.net
Algorithmia
Murphy
FastText
http://How-Old.net
Prisma
The Emojini 3000
Deep Photo Style Transfer
Face Recognition
Magneta
Sonnet
deeplearn.js
Fast Style Transfer in TensorFlow
Pysc2
http://aiportraits.com
http://thispersondoesnotexist.com
#isitnude

А на этом сегодня все про нейросети, добавляйте статью и сайт в закладки! Если у вас остались вопросы или комментарии, то пишите их ниже. До новых встреч на страницах проекта Тюлягин!