Сегодня поговорим о нейросетях: что это, как они работают и обучаются, а также их перспективы. Нейросети — это системы, напоминающие работу нашего мозга, но состоящие из искусственных нейронов. Для лучшего понимания принципов работы нейросетей стоит сначала разобраться в функционировании нашего мозга.
Как работает человеческий мозг и нейросеть при определении цвета
Для примера рассмотрим процесс определения цвета. Вам показывают картинку и спрашивают, какого она цвета. Это кажется простым, но на самом деле происходит много вычислений и передачи сигналов. Давайте представим, что мы, как этот человек с интересным мозгом, смотрим на картинку с цветом. Мы можем оценить развитие ваших нейронов. На самом деле предметы не имеют цвета, они лишь отражают солнечные лучи. После преломления этих лучей возникает электромагнитное излучение, которое мы воспринимаем как цвет, и это излучение попадает на сетчатку нашего глаза.
Определение цвета — сложный процесс. В наших глазах есть колбочки, воспринимающие определённые диапазоны электромагнитного излучения и отправляющие сигналы нейронам мозга. Эти нейроны сначала идентифицируют цвет, а затем передают информацию следующей группе, которая определяет оттенок. После этого информация снова передаётся нейронам, отвечающим за произнесение названия цвета. Весь процесс происходит быстро, но включает множество действий, включая мимику и движение мышц, чтобы мы могли назвать цвет. Информация, которую мы имеем, формируется на основе нашего опыта. Чем больше данных в нейронах, тем точнее мы определяем цвета.
Есть человек, который воспринимает цвет, и аналогично функционирует нейросеть — математическая модель, обученная на данных. При получении запроса, например, о цвете предмета, нейросеть обрабатывает информацию, разбивая её на токены. Она определяет, в какие группы нейронов направить запрос для детального изучения и извлечения нужной информации из опыта, на котором была обучена. Затем информация отправляется во входные слои для дальнейшей обработки.
После обработки входной информации, нейросеть отправляет её в скрытый слой, где проходят математические вычисления. Нейросеть выполняет эти операции быстрее человеческого мозга. После завершения расчетов информация передается в выходной слой, который формирует результат в удобном для восприятия виде. Таким образом, нейросеть и человеческий мозг работают схоже, но нейросеть основана на математических алгоритмах, а мозг — на биологических процессах.
Обучение нейросетей на примере ребенка: распознавание образов и паттернов
Теперь разберем, как обучается нейронная сеть, используя пример с ребенком. Родители хотят научить его различать домашних животных и демонстрируют ему картинки с собаками, кошками, коровами и другими животными, называя их. Ребенок запоминает паттерны: корова большая, черно-белая, с рогами и копытами, а собака маленькая, разной окраски, с лапами. Со временем он начинает правильно их различать. Обучение требует времени для анализа и запоминания информации, чтобы она ушла в долговременную память.
Мы определились с ребенком, теперь о нейронной сети. У нейронок схема обучения схожа: для распознавания собак и кошек нужно показывать огромное количество фотографий — лучше миллионы. Как и ребенку, нейронке нужно указывать правильные результаты. Например, показывая корову, мы говорим, что это корова. Если нейронка будет видеть много коров и думать, что это собаки, она всегда будет их так определять. С человеком происходит то же самое: если с детства показывать ему неправильные определения, он будет ошибаться, пока кто-то не исправит его. Сложно будет изменить это восприятие как человеку, так и нейронной сети.
Нейросеть обрабатывает и анализирует фотографии, определяя различия между классами, такими как собаки и кошки. Она изучает множество характеристик, например, размеры и форму различных частей тела, чтобы точно определить, что на изображении. Нейросеть учится на загруженной информации, получая правильные ответы, например, распознавая, что это женщина определенного возраста и географического региона.
Нейросети — необходимый навык будущего
Перспективы нейросетей велики: они являются мощным инструментом, который, хотя и появился еще во время Второй мировой войны, сейчас активно развивается благодаря современным технологиям.
Всего 10 лет назад нейросети начали активно внедряться в жизнь, работая в основном на крупные корпорации и государство. Они используются для распознавания лиц, штрафования нарушителей и решают множество задач гораздо быстрее человека — в 100 миллионов раз. Нейросети способны анализировать математические формулы, данные фондового рынка и воздействие лекарств, что существенно меняет жизнь людей.
Нейросети существенно изменят нашу жизнь, встраиваясь в повседневность. Это новая эпоха человечества, как открытия электричества или космических полётов. Важно учиться их использовать сейчас, так как к 2026 году более 70% бизнесов будут применять нейросети. Умение работать с ними станет таким же необходимым навыком, как пользование компьютером. Нехватка знаний в этой области будет сказываться на трудоустройстве, так же как и недостаток навыков работы с интернетом или документами.
Необходимость изучения нейросетей велика, и они, безусловно, улучшат нашу жизнь, хотя могут привести к исчезновению некоторых профессий ручного труда. Нейросети уже давно управляют роботами в автомобилестроении, позволяя им выполнять задачи, которые раньше делали люди, такие как подъем кузовов и окраска. Хотя роботы работают на основе нейросетей, ими управляют операторы, задающие нужные параметры. Это открывает большие перспективы. Надеюсь, было интересено и вы теперь лучше понимаете, как работают человеческий мозг и нейросети.
Осваивайте нейросеть на практике бесплатно в приложении AISearch.
