Introdução ao Deep Learning

O Deep Learning é uma das técnicas de aprendizado de máquina pelas quais ensinamos / treinamos computadores para fazer o que os humanos estão fazendo. Por exemplo, dirigir um carro - a aprendizagem profunda desempenha um papel fundamental na tecnologia do carro sem motorista, permitindo que eles identifiquem diferentes sinais de trânsito, sinalização rodoviária, sinalização para pedestres etc. Outras áreas-chave da aprendizagem profunda são o controle de voz em sistemas domésticos, celulares, alto-falantes sem fio, Alexa, TVs inteligentes etc. O aprendizado profundo para iniciantes é principalmente sobre vários níveis de abstração e representação pelos quais o modelo de computador aprende a executar a classificação de imagens, sons e texto etc. Modelos de aprendizado profundo alcançam melhor precisão e desempenho do que os seres humanos em alguns modelos . Em geral, esses modelos de computador são treinados por um grande conjunto de dados, rotulados e sem rótulo, para identificar objetos e redes neurais que possuem várias camadas em cada rede.

O que é aprendizagem profunda?

Vou explicar o que é aprendizado profundo em termos leigos, como abaixo: Em geral, faremos duas tarefas o tempo todo, consciente ou inconscientemente, ou seja, categorizaremos o que sentimos através de nossos sentidos (como sentir calor, caneca fria etc.) E previsão, por exemplo., prevê a temperatura futura com base nos dados de temperatura anteriores. Realizamos tarefas de categorização e previsão para vários eventos ou tarefas em nossa vida diária, como abaixo:

  • Segurando a xícara de chá / água / café etc., que pode estar quente ou fria.
  • Categorização de email, como spam / não spam.
  • Categorização do horário de verão, como dia ou noite.
  • O planejamento de longo prazo do futuro, com base em nossa posição atual e nas coisas que temos - é chamado de previsão.
  • Toda criatura no mundo fará essas tarefas em sua vida, por exemplo, considere animais como o corvo categorizar um local para construir seu ninho ou não, uma abelha decidirá sobre alguns fatores quando e onde conseguir mel, o morcego virá durante a noite e dorme durante a manhã com base na categorização dia e noite.

Vamos visualizar essas tarefas categorização e previsão e elas serão parecidas com as da imagem abaixo. Para categorização, estamos fazendo categorização entre cães e gatos, desenhando uma linha através dos pontos de dados e, em caso de previsão, desenhamos uma linha através dos pontos de dados para prever quando aumentará e diminuirá.

1) Categorização

  • Em geral, para categorizar entre gatos e cães, ou homens e mulheres, não traçamos uma linha em nosso cérebro e a posição de cães e gatos é arbitrária apenas para fins ilustrativos e não é necessário dizer a maneira como categorizamos entre gatos e cães. cães em nossos cérebros é muito complexo do que desenhar uma linha vermelha como acima.
  • Classificaremos entre duas coisas com base em formas, tamanho, altura, aparência, etc. e, às vezes, será difícil categorizar com esses recursos, como um cachorro pequeno com fúria e um gato recém-nascido, por isso não é uma categorização clara em gatos e cães.
  • Uma vez que somos capazes de categorizar entre gatos e cães quando somos crianças, então podemos categorizar qualquer cão ou gato, mesmo que não o víssemos antes.

2) Previsão

  • Para a previsão baseada na linha, traçamos pontos de dados, se pudermos prever onde é mais provável que suba ou desça.
  • A curva também é uma previsão de ajuste de novos pontos de dados dentro do intervalo de pontos de dados existentes, ou seja, quão perto o novo ponto de dados da curva.
  • Os pontos de dados que estão na cor vermelha na imagem acima (lado direito) são exemplos de dentro e fora do intervalo de pontos de dados existentes e a curva tenta prever ambos.

Finalmente, a categorização e a previsão das tarefas são finalizadas em um ponto semelhante, ou seja, traçando uma linha curvilínea a partir dos pontos de dados. Se formos capazes de treinar o modelo de computador para desenhar a linha curvilínea com base nos pontos de dados concluídos, podemos estender isso para aplicar em diferentes modelos, como desenhar uma linha curvilínea em planos tridimensionais e assim por diante. A coisa acima pode ser alcançada treinando um modelo com uma grande quantidade de dados rotulados e não rotulados, que é chamado de aprendizado profundo.

Exemplos de aprendizagem profunda:

Como sabemos, aprendizado profundo e aprendizado de máquina são subconjuntos de inteligência artificial, mas a tecnologia de aprendizado profundo representa a próxima evolução do aprendizado de máquina. Como o aprendizado de máquina funcionará com base em algoritmos e programas desenvolvidos por seres humanos, o aprendizado profundo aprende por meio de um modelo de rede neural que age como semelhante aos seres humanos e permite que máquinas ou computadores analisem os dados de maneira semelhante à dos seres humanos. Isso se torna possível à medida que treinamos os modelos de redes neurais com uma enorme quantidade de dados, pois os dados são o combustível ou alimento para os modelos de redes neurais. Abaixo estão alguns exemplos de aprendizado profundo no mundo real.

  • Visão por Computador:

A visão computacional lida com algoritmos para computadores entenderem o mundo usando dados e tarefas de imagem e vídeo, como reconhecimento de imagem, classificação de imagens, detecção de objetos, segmentação de imagens, restauração de imagens etc.

  • Processamento de fala e linguagem natural:

O processamento de linguagem natural lida com algoritmos para os computadores entenderem, interpretarem e manipularem na linguagem humana. Os algoritmos de PNL funcionam com dados de texto e áudio e os transformam em saída de áudio ou texto. Usando a PNL, podemos executar tarefas como análise de sentimentos, reconhecimento de fala, transição de linguagem e geração de linguagem natural etc.

  • Veículos autônomos:

Modelos de aprendizado profundo são treinados com uma enorme quantidade de dados para identificar placas de rua; alguns modelos são especializados na identificação de pedestres, humanos, etc., para carros sem motorista durante a condução.

  • Geração de texto:

Ao usar modelos de aprendizado profundo, treinados por idioma, gramática, tipos de texto etc., podem ser usados ​​para criar um novo texto com a ortografia e gramática corretas da Wikipedia para Shakespeare.

  • Filtragem de imagem:

O uso de modelos de aprendizado profundo, como adicionar cores a imagens em preto e branco, pode ser feito por modelos de aprendizado profundo, que levarão mais tempo se o fizermos manualmente.

Conclusão

Finalmente, é uma visão geral da tecnologia de aprendizado profundo, suas aplicações no mundo real. Espero que você tenha uma boa compreensão do que é aprendizado profundo depois de ler este artigo. Como sabemos hoje, o reconhecimento de imagens por máquinas treinadas pelo aprendizado profundo em alguns casos é melhor do que os seres humanos, ou seja, na identificação de câncer no sangue e tumores em exames de ressonância magnética e o alphaGo do Google aprendeu o jogo e treinou para a partida 'Go' treinando sua rede neural jogando contra ele repetidamente.

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Este foi um guia para o que é aprendizado profundo. Aqui discutimos os conceitos básicos e exemplos de aprendizagem profunda. Você também pode consultar os seguintes artigos:

  1. Carreiras em Aprendizagem Profunda
  2. 13 perguntas úteis da entrevista de aprendizado profundo
  3. Aprendizado supervisionado versus aprendizado profundo
  4. Redes Neurais vs Deep Learning
  5. Top Comparação de Aprendizado Profundo vs Aprendizado de Máquina

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