Школа мысли
Нейросеть — это компьютерная программа, способная к обучению. Перед ней можно поставить практически любую задачу. И если сперва показать машине тысячудругую верных решений, то затем она научится находить правильный ответ самостоятельно. За нейросетями стоит сложная математика. Проще всего объяснить ее в картинках
Непростое человеческое: Кoнтeкст и опыт
Перед вами десять картинок. Человек без труда узнает на всех десяти цифру 6. Для машины же это набор совершенно разных изображений, никак не связанных между собой. Что помогает человеку узнать «шестерку»? Контекст и опыт.
Контекст помогает нам разобрать даже почерк врача: если на месте буквы появляется странный крестик, мы понимаем, что это, видимо, «т» или «к». К сожалению, компьютеры на сегодняшний день мало что смыслят в контексте. Зато опыта они набираются гораздо быстрее людей. Покажите нейросети тысячу рукописных цифр, и она научится их различать.
На месте цифр может быть что угодно: кошки, лица, раковые опухоли. Речь идет не обязательно об изображениях: обучить программу можно на биржевых сводках, художественных текстах, аудиозаписях — любых оцифрованных данных.
Квадратно-гнездовое: Сенсоpный слой
Начнем строить нейросеть. Разделим изображение на точки (пиксели): 30 по вертикали и 30 по горизонтали. Каждый из пикселей имеет свою яркость. Пусть черные пиксели имеют значение 0, белые — 1, а градации серого дают дробные значения, например 0,4 или 0,8. Эти 900 пикселей — наши первые нейроны, точнее нейроны входного слоя, или сенсоры.
Псевдоживое многослойное: Стpуктуpa
Наша нейросеть будет состоять из входного, выходного и двух промежуточных (скрытых) слоев. Входной слой воспринимает рукописные цифры и состоит из 900 нейронов. Выходной слой выдает один из десяти возможных результатов: числа от 0 до 9. Поэтому нейронов в нем будет 10, они называются реагирующими. Промежуточные слои имеют по 15 нейронов, их элементы называются ассоциативными.
Концептуально нейроны имитируют клетки живого мозга. Как и для настоящих нейронов, для компьютерных тоже важны связи. Каждый нейрон связан со всеми нейронами соседнего слоя.
Тайное искомое: Связи и вeсa
Посмотрим на первый нейрон промежуточного слоя (назовем его b1). Он связан с каждым из 900 нейронов входного слоя (назовем их a1 — a900). Собственно, нейрон b1 — это математическая формула, длинная, но довольно простая. Она показывает, насколько сильно каждый из сенсоров a1 — a900 влияет на значение b1.