- Фантастика и фэнтези
- Ироническое фэнтези
- Стимпанк
- Детективная фантастика
- Киберпанк
- Попаданцы
- LitRPG
- Космоопера
- Технофэнтези
- Городская фантастика
- Русское фэнтези
- Юмористическая фантастика
- Космическая фантастика
- Боевое фэнтези
- Эпическая фантастика
- Зарубежная фантастика
- Книги магов
- Мистика
- Разная фантастика
- Разное фэнтези
- Любовное фэнтези
- Романтическая фантастика
- Городское фентези
- Историческая фантастика
- Историческое фэнтези
- Социально-философская фантастика
- Сказочная фантастика
- Иностранное фэнтези
- Романтическое фэнтези
- Ироническая фантастика
- Ужасы и Мистика
- Постапокалипсис
- Героическая фантастика
- Фэнтези
- Научная Фантастика
- Социально-психологическая
- Альтернативная история
- Боевая фантастика
- Разная литература
- Пословицы, поговорки
- Шахматы
- Визуальные искусства
- Фанфик
- Авто и ПДД
- Военное
- Отраслевые издания
- Гиды, путеводители
- Зарубежная образовательная литература
- Военная история
- Цитаты из афоризмов
- Современная литература
- Великолепные истории
- Начинающие авторы
- Современная зарубежная литература
- Боевые искусства
- Изобразительное искусство, фотография
- Кино
- Литература 19 века
- Недвижимость
- Музыка, музыканты
- Готические новеллы
- Истории из жизни
- Культура и искусство
- Спецслужбы
- Зарубежная прикладная литература
- Музыка, танцы
- Подростковая литература
- Прочее
- Военная техника, оружие
- Газеты и журналы
- Периодические издания
- Домоводство, Дом и семья
- Любовные романы
- Экономическая литература
- Научные и научно-популярные книги
- О животных
- Биохимия
- Культурология
- Юриспруденция
- Политика
- Психотерапия
- Языкознание
- Научпоп
- Медицина
- Психология, личное
- Радиотехника
- Филология
- Педагогика
- Образовательная литература
- Деловая литература
- Физика
- Науки: разное
- Химия
- Воспитание детей, педагогика
- Детская психология
- Зарубежная публицистика
- Биология
- Архитектура
- Зарубежная психология
- Науки о космосе
- Социология
- Математика
- География
- Беременность, ожидание детей
- Литературоведение
- Транспорт, военная техника
- Обществознание
- Зоология
- География
- Альтернативная медицина
- Иностранные языки
- Ветеринария
- Рефераты
- Астрология
- Биофизика
- Экология
- История Европы
- Учебники
- Шпаргалки
- Государство и право
- Ботаника
- Религиоведение
- История
- Техническая литература
- Прочая научная литература
- Психология
- Детективы и Триллеры
- Справочная литература
- Проза
- Новелла
- Юмор
- Проза
- Историческая проза
- Русская современная проза
- Советская классическая проза
- Повести
- Очерки
- Эссе
- Рассказы
- Зарубежная современная проза
- Сентиментальная проза
- Зарубежная классика
- Афоризмы
- Эпистолярная проза
- Феерия
- Семейный роман/Семейная сага
- Разное
- Антисоветская литература
- Магический реализм
- Русская классическая проза
- Современная проза
- О войне
- Контркультура
- Классическая проза
- Поэзия, Драматургия
- Детская литература
- Детская фантастика
- Детские остросюжетные
- Детские стихи
- Детские приключения
- Внеклассное чтение
- Учебная литература
- Зарубежные детские книги
- Бизнес
- Загадки
- Книги для подростков
- Школьные учебники
- Детский фольклор
- Книги для дошкольников
- Детские детективы
- Детская познавательная и развивающая литература
- Буквари
- Прочая детская литература
- Сказка
- Детская проза
- Детская образовательная литература
- Юмор
- Документальные книги
- Бизнес
- Внешнеэкономическая деятельность
- Тайм-менеджмент
- Кадровый менеджмент
- О бизнесе популярно
- Управление, подбор персонала
- Бизнес
- Менеджмент и кадры
- Продажи
- Экономика
- Ценные бумаги и инвестиции
- Малый бизнес
- Делопроизводство, офис
- Корпоративная культура, бизнес
- Банковское дело
- Финансы
- Зарубежная деловая литература
- Ораторское искусство / риторика
- Личные финансы
- Интернет-бизнес
- Поиск работы
- Государственное и муниципальное управление
- Бухучет и аудит
- Работа с клиентами
- Менеджмент
- Краткое содержание
- Личная эффективность
- Переговоры
- Приключения
- Старинная литература
- Религия и духовность
- Компьютеры и Интернет
- Блог
Читаем без скачивания Антология машинного обучения. Важнейшие исследования в области ИИ за последние 60 лет - Терренс Дж. Сейновски
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Теория синаптической пластичности Хебба
Неожиданно выяснилось, что алгоритм обучения машины Больцмана имеет долгую историю в нейробиологии, начинающуюся с психолога Дональда Хебба, который в книге «Организации поведения»[163] постулировал, что, когда два нейрона срабатывают одновременно, связь между ними должна усиливаться:
«Давайте предположим, что постоянная или повторяющаяся отражательная активность («след») ведет к длительным клеточным изменениям, которые усиливают стабильность. Когда аксон клетки А находится достаточно близко, чтобы возбудить клетку В, и неоднократно или постоянно принимает участие в ее возбуждении, в одной или обеих клетках происходит некий процесс роста или метаболических изменений, так что эффективность клетки А, возбуждаемой клеткой В, увеличивается».
Возможно, это самое известное предсказание во всей нейробиологии. Позже синаптическая пластичность была обнаружена в гиппокампе – важной для долговременной памяти области мозга. Когда пирамидальная клетка гиппокампа получает сильный входной сигнал одновременно с возбуждением нейрона, сила синапсов увеличивается. Последующие эксперименты показали, что усиление основано на сочетании высвободившегося из синапса нейромедиатора и повышения напряжения в нейроне-реципиенте.
Более того, это соединительное явление было распознано особым глутаматным рецептором NMDA, который вызывает долговременную потенциацию (усиление) синаптической передачи. ДП возникает быстро и длится долго, что создает хорошую почву для долгосрочной памяти. Пластичность Хебба в синапсе определяется совпадениями между входами и выходами, как и в алгоритме машинного обучения Больцмана.
Еще удивительнее то, что машине Больцмана требовалось заснуть, чтобы научиться! Алгоритм обучения состоял из двух этапов. На первом, когда входы и выходы привязаны к желаемому изображению, блоки в сети многократно обновлялись, чтобы прийти к равновесию, и подсчитывалось, сколько каждая пара блоков работала одновременно. Мы назвали это фазой пробуждения. На втором этапе входные и выходные блоки были освобождены, и отрезок времени, в течение которого каждая пара блоков работала вместе, был подсчитан в независимом режиме. Мы назвали это фазой сна. Затем сила каждого соединения обновлялась пропорционально разнице между частотой совпадения в фазах бодрствования и сна (см. блок 4).
Рис. 7.5. Симметричное неупорядоченное растровое изображение. У каждой сетки 10×10 есть вертикальная, горизонтальная или диагональная ось зеркальной симметрии. Цель сетевой модели – научиться определять ось симметрии на новых рисунках, которые еще не использовали для обучения сетевой модели
Фаза сна у машины необходима, чтобы определить, какая часть зафиксированных взаимосвязей вызвана внешними причинами. Не отбрасывая внутренние взаимосвязи, сеть укрепит внутренние модели деятельности и научится игнорировать внешнее влияние – сетевую версию индуцированного психоза[164]. Интересно, что у людей экстремальное недосыпание приводит к бредовым состояниям – распространенной проблеме в больницах в отделениях интенсивной терапии, где нет окон и постоянно горит свет. Пациенты с шизофренией часто страдают нарушениями сна, которые могут усиливать спутанность их сознания. Мы были убеждены, что находимся на правильном пути к пониманию того, как работает наш мозг.
Изучение зеркальной симметрии
Пример задачи, которую, в отличие от перцептрона, решит машина Больцмана, – изучение зеркальной симметрии[165]. Наше тело симметрично относительно вертикальной оси. Мы можем создать много случайных узоров с такой симметрией, как показано на рис. 7.5. Мы также можем создавать рисунки с горизонтальной и диагональной осями симметрии. В нашей модели машины Больцмана эти блоки двоичных входов размером 10×10 проецировались на 16 скрытых блоков, которые, в свою очередь, проецировались на три входных блока, по одному для каждой из трех вероятных осей симметрии. После обучения на 6000 симметричных входных образах машина Больцмана успешно определяла ось симметрии новых входных образов в 90 процентах случаев. Перцептрон может лишь действовать наугад, потому что один вход не несет никакой информации о симметрии узора – необходимо учитывать корреляции между парами входов. Примечательно, что машина Больцмана видела вовсе не то, что видите вы, ведь каждый скрытый блок получал входящие данные в определенном порядке. Как если бы для вас входные блоки расположили в хаотичном порядке, который бы выглядел беспорядочной массой даже при наличии скрытой симметрии.
Однажды я смотрел на экран и определял симметрию каждого входного набора данных по два в секунду. Нил Коэн, коллега с факультета психологии Университета Хопкинса, который тоже вел наблюдение, был поражен моим результатом. Наблюдая за процессом обучения машины Больцмана, я и сам научился находить симметрию автоматически, не всматриваясь. Мы поставили эксперимент с участием студентов и проследили за их успехами[166]. Вначале им требовалось много времени, чтобы правильно определить симметрию. Но после нескольких дней обучения они сильно ускорились, и к концу эксперимента задача стала для них настолько легкой, что они могли разговаривать с нами во время ее выполнения и одновременно давать правильный ответ. Это пример удивительно быстрого перцептивного обучения[167].
В Университете Хопкинса я вел курс «Вычислительная биофизика», в ходе которого привлек несколько талантливых студентов и исследователей. Бен Юхас, аспирант с кафедры электротехники, во время работы над докторской диссертацией научил нейросеть читать по губам[168]. Известно, как звучит речь при разных движениях рта. Сеть Бена преобразовала изображения рта во время артикуляции в соответствующий частотный спектр звука, порождаемый в каждый момент времени. Затем это добавили к звуковому спектру шумов, чтобы улучшить распознавание речи. Андреас Андреу, громкоголосый грек с Кипра, создавал аналоговые сверхбольшие интегральные схемы в подвале Бартон-холла. В 1980-х годах преподаватели на факультете, как и в других университетах, относились к нейросетям враждебно, однако Бена и Андреаса это не остановило. Андреас поднялся по карьерной лестнице до профессора и стал одним из основателей Центра языка и обработки речи в Университете Хопкинса.
Распознавание почтовых индексов, написанных вручную
Не так давно Джеффри Хинтон и его студенты из Университета Торонто обучили машину Больцмана с тремя слоями скрытых блоков с высокой точностью распознавать рукописные почтовые индексы (рис. 7.7)[169]. Поскольку в сети было и обратное, и прямое распространение, ее можно было запускать в обратном направлении, зафиксировав один из выходных блоков