Математика может раскрыть возможности ИИ
Искусственный интеллект (ИИ) становится все более распространенным, он интегрируется в приложения для телефонов, поисковые системы и платформы социальных сетей, а также поддерживает множество исследовательских приложений. Особый интерес в последние десятилетия вызывает тип машинного обучения с использованием искусственного интеллекта, называемый глубоким обучением, структура которого основана на нейронных сетях человеческого мозга.
Глубокое обучение лежит в основе больших языковых моделей, используемых, например, в OpenAI ChatGPT и Microsoft Copilot. Более специализированные модели глубокого обучения помогли провести широкий спектр научных исследований, в том числе исследование, получившее Нобелевскую премию по химии в 2024 году, для предсказания структуры сложного белка.
Одним из преимуществ глубокого обучения является его способность распознавать шаблоны или особенности без явного программирования человеком, но этот процесс может быть непрозрачным. Такое качество глубокого обучения, как "черный ящик", вызывает вопросы о том, как именно работают модели, и затрудняет их проверку и оптимизацию.
В следующих вопросах и ответах профессор математики университета Пенсильвании Леонид Берлянд и аспирант Алексей Крупчицкий расскажут о том, как они применяют математические принципы для объяснения природы глубокого обучения по принципу "черного ящика".
Что такое глубокое обучение?
Берлянд: Глубокое обучение - это тип машинного обучения, который использует искусственные нейронные сети для изучения данных, подобно тому, как учатся люди. Эти сети, также называемые ANNS, были первоначально разработаны компьютерщиками и основаны на структуре человеческого мозга. ANN состоит из узлов, соединенных ребрами, которые обычно расположены слоями.
Грубо говоря, эти узлы являются "искусственными нейронами", а ребра имитируют синапсы, соединяющие нейроны в мозге. Обучение происходит в процессе обучения, в ходе которого данные вводятся в сеть, а ANN итеративно корректирует веса соединений, чтобы уменьшить ошибки в своих прогнозах.
Для чего используется глубокое обучение?
Берлянд: Глубокое обучение радикально изменило многие области науки и техники, включая распознавание речи, компьютерное зрение и обработку естественного языка. Простым примером может служить проблема классификации, например, когда ваш телефон решает, является ли лицо вами или нет, или классифицирует изображения, например, написанные от руки цифры от 0 до 9. В последнем случае входными данными является изображение, а его пиксели преобразуются в вектор, компонентами которого являются интенсивность каждого пикселя. На выходе изображение цифры классифицируется как 0, 1, 2 и так далее.
В последнее время модели больших языков, основанные на ANN, стали повсеместно популярны благодаря своей превосходной производительности в самых разных областях применения, включая образование, здравоохранение и научные исследования. На самом деле, в этом году ChatGPT еженедельно посещают около 700 миллионов пользователей.
Крупчицкий: Сети глубокого обучения особенно хороши при анализе больших объемов неструктурированных данных, таких как изображения и текст. Они широко используются в чат-ботах, системах распознавания изображений, которые требуются для беспилотных автомобилей, и рекомендательных сервисах, которые используются платформами потокового видео.
Что делает его "глубоким"?
Берлянд: Между входным и выходным уровнями искусственных нейронных сетей есть много скрытых слоев. Например, если у вас есть модель, которая классифицирует цифры от 0 до 9, один слой может фокусироваться на краях изображения, другой - на затемнении определенных пикселей, причем каждый слой определяет все более сложные объекты. Эмпирически было обнаружено, что добавление все большего количества слоев повышает точность ANNS и позволяет нам отвечать на более сложные вопросы. Модель с большим количеством слоев считается "более глубокой", следовательно, "углубленным обучением".
Крупчицкий: Модели глубокого обучения могут содержать сотни таких слоев и миллионы и триллионы параметров. При глубоком обучении люди не программируют явно каждую связь между слоями — модель сама устанавливает эти функции, автоматически обнаруживая соответствующие особенности. Этот тип моделей часто называют "черным ящиком", потому что мы не знаем точно, что происходит. Одна из наших целей - применить математические инструменты для лучшего понимания того, что на самом деле делают эти модели, чтобы обеспечить их надежность и, в конечном счете, повысить производительность.
Что мы можем получить, применяя математические основы для глубокого обучения?
Берлянд: Глубокое обучение было создано и развито в основном компьютерщиками и инженерами. Мы с моим коллегой из Пенсильванского университета Пьером-Эммануэлем Жабеном, заслуженным профессором математики, хотели дать строгое математическое обоснование различным критериям эффективности ANNS, таким как стабильность и сходимость обучающих алгоритмов, или когда алгоритмы можно считать "обученными". Эта мотивация побудила нас написать простой вводный учебник для студентов-математиков старших курсов, в котором определения и концепции глубокого обучения представлены в четкой математической форме.
Я говорю своим студентам, что вы можете быть гонщиком и знать, как управлять автомобилем, но если вы не знаете, что находится внутри, вы не сможете улучшить его или спроектировать новый. Аналогичным образом, математическое понимание глубокого обучения приведет к повышению точности прогнозирования и производительности ANNS.
Крупчицкий: Существует очень много различных вариантов использования глубокого обучения, но лежащая в их основе математика одинакова для всех. Фундаментальное понимание принципов глубокого обучения важно для создания надежных, поддающихся интерпретации и устойчивых сетей.
Специалисты по информатике и инженеры располагают множеством инструментов для повышения производительности ANNS, которые в значительной степени основаны на эмпирических наблюдениях. Мы предлагаем обширные математические теории, которые разрабатывались десятилетиями или даже столетиями и применялись в различных областях, таких как физика, материаловедение и науки о жизни. Использование математики в глубоком обучении помогает нам понять, какие типы задач наиболее подходят для ANNS, как наилучшим образом структурировать сети, как долго они должны обучаться и, в целом, может помочь повысить стабильность.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Астероид оказался тёмной кометой

Белый дом поручил мне изучить документы об НЛО

Близлежащие планеты малы, странны и безжизненны

Геоинженерный метод охлаждения Земли

Доктор Фил ознакомился с файлами об НЛО

Загадочный белый объект, пролетевший сквозь облака

ИИ Claude ослушался руководителя Anthropic

Имплантат для восстановления зрения

Как измерить скорость вращения чёрной дыры

Наблюдение НЛО над Гавайями

НАСА тайно удалило признаки присутствия инопланетян

Обнаружена химия из инопланетного мира

Основы загадочных сил Эйнштейна

Правда ли, что США публикуют материалы об НЛО

Распад астероида объясняет бомбардировку Земли

Свидетельства древних столкновений на Марсе

Сейсмологи не смогли объяснить природу марсотрясений

Скрытые индивидуальные особенности вирусов

Управление инвалидной коляской силой мысли

Усилия Трампа по изучению НЛО

Артефакт может быть египетским летательным аппаратом

Биохакер создал своего клона-младенца

Вращение спутника Плутона и Харона замедляется

Документы Пентагона о сокрытии информации об НЛО

Дональд Трамп шокирует инопланетянами

Загадочное исчезновение звезды Тета Эридана

Инопланетная антигравитационная двигательная установка

Инцидент с НЛО в Стивенвилле в 2008 году

История, в которой мало науки и много вымысла

Как последовательности ДНК связываются друг с другом

Призыв астронома к финансированию исследований НЛО

Пространство-время подтверждает теорию Эйнштейна

Сверхмассивные черные дыры питаются сами собой

Свет может создавать трение без физического контакта

Случаи появления НЛО вдоль границы Техаса и Мексики

Стоимость доставки грузов в космос может снизиться

Таинственный гул получил научное объяснение

У Лох-Несского чудовища появились детеныши

У США есть более важные доказательства об НЛО

Уфологи оценивают влияние рассекречивания

Как выбрать ноутбук в Донецке. Экран, память и производительность

Богатый органическими веществами газ у сверхновых

Большая часть лунной воды химически связана

Далёкие чёрные дыры, разрывающие звёзды

Далёкие экзопланеты могут скрывать воду

Как обнаружить скрытое ядерное оружие на орбите

Квазары добавляют загадочности в космическую историю

Масштабные оползни на ледяном Плутоне

Миры вечного дня и бесконечной ночи

Могут ли постоянные магниты защитить астронавтов

Молодая газовая планета-гигант Бета Пик B

Облака формируют недра самых распространенных планет

Обнаружена экзопланета типа тёплый Юпитер

Обнаружение сахара в межзвездном пространстве

Пятое измерение настраивает резонанс темной материи

Разгадка загадки таинственного сверхпроводящего материала

Робот, определяющий бактерии на ощупь

Сверхмассивные черные дыры не так уж и массивны

Скрытые популяции внутри слияний черных дыр

Столкновения черных дыр подчиняются энтропии

Темная энергия меняет свой знак

Выдвижные герметичные туннели для миссий на Марсе

Глубинное государство блокирует правду об НЛО

Двойная система, где обе звезды взорвались как сверхновые

Доктор Фил разоблачает стратегию ЦРУ

Инопланетные сигналы скрываются на другом радиоканале

Крошечные опасные космические обломки

Лего представляет набор Секретные материалы

Медведь забрался на вершину телефонного столба

Мини-луны объясняют состав метеоритов

Нам десятилетиями лгали об НЛО

Неизвестную органику обнаружили на Титане и Плутоне

НЛО на Луне или ошибка техники

Обнаружили редкую планету типа супер-Юпитер

Пару экзолун нашли у коричневого карлика

Разгадка давней солнечной тайны

Розуэлл действительно оказался крушением НЛО

Сахар может переписать историю происхождения жизни

Секретная программа стоимостью $1 триллион

Телеведущий изучал секретные файлы об НЛО

Что было перед публикацией файлов об НЛО

Доктору Филу поручили изучить документы об НЛО

Древнегреческая статуя, держащая в руках ноутбук

Загадочный диск Небры

Инопланетное присутствие на Луне скрыто от нас

Инопланетяне могут скрываться на Земле

Информаторов об НЛО освободили от неразглашений

Набор 'Секретные материалы. Офис Малдера'

Не выбрасывайте свой уфологический архив

Новая глава для человечества

Ноутбуки использовали еще древние греки

Официальный набор LEGO Секретные материалы

Последняя порция данных об НЛО не даёт ничего

Правительственный центр информации об НЛО

Приближающиеся звуки искажают восприятие времени

Призыв астронома к финансированию исследований НЛО

Пыль происходит от неопознанных околоземных астероидов

Скрывать файлы НЛО - показное попустительство

Смартфон обнаружен на картине 350-летней давности

Существуют тысячи изобретений, которые скрыты

Уфостолица Шотландии - место с ростом цен на жилье

Астероид, убивший динозавров, оказался редкостью

Важные доказательства про инопланетян скрываются

Выпустили набор по сериалу 'Секретные материалы'

Доктор Фил о файлах, касающихся НЛО

Документы свидетельствуют о сокрытии информации

Есть ли у раскрытия информации об НЛО проблема

Загадочное дерево появилось на популярном пляже

Когда энергосистема отключается

Количество наблюдений НЛО в Великобритании уменьшается

Крайний срок для раскрытия информации об НЛО

Новая глава в истории человеческой цивилизации

Опубликован отчет AARO о НЛО за 2025 фингод

Скончался президент общества по НЛО в Шаг-Харборе

Соглашения о неразглашении НЛО отменили

Сферический НЛО, снятый над горами Мексики

Трамп разрешил экс-госслужащим рассекретить НЛО

Трамп скрывает самые важные секреты

У США есть технология телепортации

Умер свидетель инцидента с НЛО в Шаг-Харборе

Чего мы действительно хотим от Трампа - инопланетянина

Вера в научные теории заговора

Внеземная жизнь и особенности океанических миров

Дейтерий в кометах рассказывает интересные истории

Десятки пылевых вихрей в долине Марса

Межзвездная комета проливает свет на полдень Вселенной

Невероятная система у коричневого карлика

Новые подсказки о происхождении межзвездной кометы

Новый комплекс поможет в поисках внеземной жизни

Обнаружены расхождения в каталогах лунных кратеров

Охота на призраков и крушение НЛО

Пентагон скрывает данные о визите инопланетян

Разгорелись споры о высадке на Луну

Самые большие из известных планет-гигантов

Слияния галактик не всегда очевидны

Телевизоры LG будут официально подслушивать хозяев

Тревожные предсказания на следующие четыре года

Ученые нашли портал в пятое измерение

Черная дыра как окно в раннюю Вселенную

Чрезвычайно редкое мега-слияние галактик

Япония испытала систему планетарной защиты

Увеличение губ филлером. Как сделать процедуру безопасной и получить естественный результат

Чем цанговые фитинги отличаются от резьбовых, компрессионных и пресс-соединений

Спортивные медали на заказ. Эксклюзивный символ победы и достижений

Грузовики Foton категории B. Обзор линейки S35 у дилера 'Фотон-Восток'

Ветер на горячих Юпитерах выявил магнитные поля

Длительная радиовспышка от черной дыры

Жутковатые облака зависли над Хобартом

Изучение излучения Хокинга от черных дыр

Как расширить поиски темной материи

Крупный прорыв в поисках инопланетян

Метеорит с Марса пробил крышу дома

Может ли этот астероид быть фрагментом Луны

Мозговые импланты вернули подвижность рук

На периферии уфологических тем

Напрямую рассмотрели третью планету у Беты Живописца

Одежда, которая сама надевается на человека

Одна встреча оставила меня в недоумении

Правительство попросило меня возглавить совет по НЛО

Реальные истории о привидениях в Новом Орлеане

У советников Трампа по НЛО есть объяснения

Ученые объясняют загадочные светящиеся шары

Фестиваль НЛО в Кексбурге подарил впечатления

Что стоит за созданием нового органа по поиску НЛО

Эффект закручивания пространства-времени

Анализ лавин на астероиде Веста

Близлежащая суперземля может быть обитаема

Гигантская планета пережила гибель своей звезды

Земные микробы способны выживать на Марсе

Катастрофические столкновения в космосе

Комета с другой звезды имеет аномальный состав

Обьект, который является молодой красной точкой

Отслеживание недостающих атмосфер у экзопланет

Планы по созданию лунной базы обретают форму

Повышение эффективности поиска обитаемых миров

Приборы для посадочного аппарата на Энцелад

Пылевые бури на Марсе создают электрозаряды

Радикальный пересмотр концепции Вселенной

Секреты ледяной оболочки Европы раскрыты

Странный 'промежуточный' небесный объект

Телескоп обнаружил экзопланету новым способом

Тонны космического мусора загрязняют орбиту

Удивительные сходства между двумя духовными практиками

Черные дыры могут подчиняться термодинамике Хокинга

Экзопланета оказывает воздействие на свою звезду

Вселенная не одинакова в разных направлениях

Наверх
Яндекс.Метрика