บทช่วยสอนการเรียนรู้เชิงลึกสำหรับผู้เริ่มต้น: พื้นฐานโครงข่ายประสาทเทียม

⚡ สรุปอย่างชาญฉลาด

การเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning) เป็นสาขาหนึ่งของแมชชีนเลิร์นนิงที่สร้างขึ้นบนโครงข่ายประสาทเทียมที่ซ้อนกันเป็นชั้นซ่อนเร้นหลายชั้น โดยแต่ละชั้นจะเรียนรู้คุณลักษณะของข้อมูลที่ละเอียดกว่าชั้นก่อนหน้า

  • 🔘 สถาปัตยกรรมแบบหลายชั้น: เครือข่ายที่มีความลึกประกอบด้วยชั้นอินพุต ชั้นซ่อนสองชั้นขึ้นไป และชั้นเอาต์พุต
  • ☑️ Signal ความแข็งแกร่ง: น้ำหนัก ค่าเบี่ยงเบน และฟังก์ชันการกระตุ้น จะเป็นตัวกำหนดว่าเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จะส่งข้อมูลอะไรไปยังชั้นถัดไป
  • วงจรสองเฟส: การแปลงแบบไม่เชิงเส้นจะสร้างแบบจำลอง จากนั้นวิธีการที่ใช้ค่าอนุพันธ์จะปรับปรุงแบบจำลองนั้น และทำซ้ำไปเรื่อยๆ จนกว่าความแม่นยำจะอยู่ในระดับที่ยอมรับได้
  • 🧪 สถาปัตยกรรมสี่แบบ: เครือข่ายแบบฟีดฟอร์เวิร์ด เครือข่ายแบบวนซ้ำ เครือข่ายแบบคอนโวลูชัน และเอเจนต์การเรียนรู้แบบเสริมแรง
  • 🛠️ ผลตอบแทนที่คุ้มค่า: การให้คะแนนเครดิตในด้านการเงิน การคัดกรองผู้สมัครงานในด้านทรัพยากรบุคคล การวิเคราะห์ความรู้สึกของศูนย์บริการลูกค้าในด้านการตลาด
  • ⚙️ ข้อจำกัดที่แท้จริง: ต้นทุนในการติดฉลาก ความต้องการชุดข้อมูลขนาดใหญ่ และแบบจำลองที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยภาษาที่เข้าใจง่าย

บทช่วยสอนการเรียนรู้เชิงลึกสำหรับผู้เริ่มต้น: พื้นฐานโครงข่ายประสาทเทียม

การเรียนรู้เชิงลึกคืออะไร?

การเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning) คือซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ที่จำลองเครือข่ายของเซลล์ประสาทในสมอง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ... เรียนรู้เครื่อง โดยอาศัยโครงข่ายประสาทเทียมที่มีการเรียนรู้การแสดงผล เรียกว่าการเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning) เพราะใช้โครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึก การเรียนรู้นี้สามารถเป็นได้ดังนี้ ภายใต้การดูแลควบคุมดูแลบางส่วน หรือ ไม่ได้รับการดูแล.

อัลกอริทึมการเรียนรู้เชิงลึกถูกสร้างขึ้นด้วยชั้นที่เชื่อมต่อกัน ดังแสดงในแผนภาพด้านล่าง

  • ชั้นที่ 1 เรียกว่า Input Layer
  • ชั้นสุดท้ายเรียกว่า Output Layer
  • ชั้นทั้งหมดที่อยู่ระหว่างนั้นเรียกว่าชั้นซ่อนเร้น คำว่า "ลึก" หมายความว่าเครือข่ายเชื่อมต่อเซลล์ประสาทข้ามมากกว่าสองชั้น
แผนภาพโครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึก แสดงให้เห็นชั้นอินพุต ชั้นซ่อนสองชั้นของเซลล์ประสาท และชั้นเอาต์พุต
ชั้นอินพุต ชั้นซ่อน และชั้นเอาต์พุต โดยมีเส้นเชื่อมระหว่างเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์

แต่ละชั้นที่ซ่อนอยู่ประกอบด้วยเซลล์ประสาท เซลล์ประสาทเหล่านี้เชื่อมต่อกัน เซลล์ประสาทจะประมวลผลสัญญาณอินพุตที่ได้รับ แล้วส่งผลลัพธ์ไปยังชั้นด้านบน ความแรงของสัญญาณที่ส่งไปยังเซลล์ประสาทในชั้นถัดไปขึ้นอยู่กับน้ำหนัก ไบแอส และฟังก์ชันการกระตุ้น

เครือข่ายนี้รับข้อมูลเข้าจำนวนมากและประมวลผลผ่านหลายชั้น ทำให้เครือข่ายสามารถเรียนรู้คุณลักษณะที่ซับซ้อนขึ้นเรื่อยๆ ของข้อมูลในแต่ละชั้นได้

กระบวนการเรียนรู้เชิงลึก

โครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึกให้ความแม่นยำระดับแนวหน้าในหลายๆ งาน ตั้งแต่การตรวจจับวัตถุไปจนถึงการจดจำเสียงพูด โครงข่ายเหล่านี้สามารถเรียนรู้ได้โดยอัตโนมัติ โดยไม่ต้องมีองค์ความรู้ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งเขียนโค้ดโดยโปรแกรมเมอร์ ในทางปฏิบัติ โครงการเรียนรู้เชิงลึกจะดำเนินไปตามห้าขั้นตอน:

  • เข้าใจปัญหา
  • ระบุข้อมูล
  • เลือกอัลกอริธึมการเรียนรู้เชิงลึก
  • ฝึกโมเดล
  • ทดสอบโมเดล
กระบวนการเรียนรู้เชิงลึกห้าขั้นตอน ตั้งแต่การทำความเข้าใจปัญหาไปจนถึงการทดสอบโมเดล

ห้าขั้นตอนของโครงการเรียนรู้เชิงลึก ตั้งแต่การกำหนดปัญหาไปจนถึงการทดสอบ

เพื่อให้เข้าใจแนวคิดของการเรียนรู้เชิงลึก ลองนึกภาพครอบครัวที่มีลูกน้อยและพ่อแม่ ลูกน้อยชี้ไปที่สิ่งของด้วยนิ้วก้อยและพูดคำว่า "แมว" เสมอ เนื่องจากพ่อแม่เป็นห่วงการศึกษาของลูก พวกเขาจึงคอยบอกลูกว่า "ใช่ นั่นคือแมว" หรือ "ไม่ใช่ นั่นไม่ใช่แมว" ลูกน้อยยังคงชี้ไปที่สิ่งของต่อไป แต่ก็พูดได้แม่นยำขึ้นว่า "แมว" ลึกๆ แล้ว เด็กน้อยไม่รู้ว่าทำไมเขาถึงพูดได้ว่ามันเป็นแมวหรือไม่ เขาเพียงแค่เรียนรู้ที่จะจัดลำดับความสำคัญของลักษณะต่างๆ ที่ประกอบกันเป็นแมว โดยมองภาพรวมของสัตว์เลี้ยงก่อน แล้วจึงโฟกัสไปที่รายละเอียดต่างๆ เช่น หางหรือจมูก ก่อนที่จะตัดสินใจ

โครงข่ายประสาทเทียมทำงานในลักษณะเดียวกัน แต่ละชั้นแสดงถึงระดับความรู้ที่ลึกขึ้น นั่นคือลำดับชั้นของความรู้ โครงข่ายประสาทเทียมที่มีสี่ชั้นจะเรียนรู้คุณลักษณะที่ซับซ้อนกว่าโครงข่ายที่มีสองชั้น

การเรียนรู้เกิดขึ้นในสองขั้นตอน:

  • ระยะแรก: โดยการนำการแปลงแบบไม่เชิงเส้นมาใช้กับข้อมูลนำเข้า และสร้างแบบจำลองทางสถิติเป็นผลลัพธ์
  • ระยะที่สอง: การปรับปรุงแบบจำลองด้วยวิธีการทางคณิตศาสตร์โดยใช้ค่าอนุพันธ์ ซึ่งเป็นวิธีดังนี้ การขยายพันธุ์หลัง ปรับน้ำหนัก

โครงข่ายประสาทเทียมจะทำซ้ำสองขั้นตอนดังกล่าวหลายร้อยถึงหลายพันครั้ง จนกว่าจะได้ระดับความแม่นยำที่ยอมรับได้ การทำซ้ำแต่ละขั้นตอนเรียกว่า การวนซ้ำ (iteration)

เพื่อให้เห็นภาพตัวอย่างของการเรียนรู้เชิงลึก ลองดูภาพเคลื่อนไหวข้างล่างนี้ ซึ่งแบบจำลองกำลังพยายามเรียนรู้วิธีการเต้น หลังจากฝึกฝนไป 10 นาที แบบจำลองก็ยังเต้นไม่เป็น และผลลัพธ์ที่ได้ก็ดูเหมือนภาพวาดขีดเขียนมั่วๆ

ภาพเคลื่อนไหวของตัวละครเคลื่อนไหวอย่างผิดปกติหลังจากฝึกฝนด้วยการเรียนรู้เชิงลึกเป็นเวลาสิบนาที

หลังจากฝึกฝนเป็นเวลา 48 ชั่วโมง คอมพิวเตอร์ก็สามารถเชี่ยวชาญศิลปะการเต้นได้ ดังที่แสดงในภาพเคลื่อนไหวที่สอง

ภาพเคลื่อนไหวแสดงให้เห็นตัวละครกำลังเต้นรำอย่างลื่นไหลหลังจากผ่านการฝึกฝนด้วยการเรียนรู้เชิงลึกเป็นเวลาสี่สิบแปดชั่วโมง

การจำแนกประเภทของโครงข่ายประสาทเทียม

ขั้นแรก เครือข่ายจะถูกจัดกลุ่มตามจำนวนเลเยอร์ที่ซ่อนอยู่

โครงข่ายประสาทเทียมแบบตื้น: โครงข่ายประสาทเทียมแบบตื้นมีชั้นซ่อนเพียงชั้นเดียวระหว่างอินพุตและเอาต์พุต

โครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึก: โครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึกมีชั้นซ่อนมากกว่าหนึ่งชั้น ตัวอย่างเช่น โมเดล GoogLeNet สำหรับการจดจำภาพมีถึง 22 ชั้น

ปัจจุบัน เทคโนโลยีการเรียนรู้เชิงลึกปรากฏอยู่ในรถยนต์ไร้คนขับ โทรศัพท์มือถือ และอื่นๆ อีกมากมาย Google เครื่องมือค้นหา, การตรวจจับการฉ้อโกง และโทรทัศน์

ประเภทของเครือข่ายการเรียนรู้เชิงลึก

สถาปัตยกรรมหลายแบบได้กลายเป็นมาตรฐาน โดยแต่ละแบบถูกกำหนดรูปแบบตามประเภทของข้อมูลที่จัดการ แผนภูมิข้างล่างนี้ ซึ่งเผยแพร่โดยสถาบัน Asimov แสดงให้เห็นถึงตระกูลสถาปัตยกรรมที่กว้างขึ้น

แผนภูมิแสดงสถาปัตยกรรมเครือข่ายประสาทเทียม ได้แก่ เพอร์เซปตรอน ฟีดฟอร์เวิร์ด RBF RNN LSTM GRU และออโตเอนโคเดอร์

แผนภูมิแสดงโครงสร้างสถาปัตยกรรมของโครงข่ายประสาทเทียม ตั้งแต่เพอร์เซปตรอนเดี่ยว ไปจนถึง LSTM, GRU และออโตเอนโคเดอร์แบบต่างๆ

โครงข่ายประสาทเทียมแบบฟีดไปข้างหน้า

นี่คือโครงข่ายประสาทเทียมแบบง่ายที่สุด ด้วยสถาปัตยกรรมแบบนี้ ข้อมูลจะไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น คือไปข้างหน้า นั่นหมายความว่า ข้อมูลเริ่มต้นที่ชั้นอินพุต ไปยังชั้น "ซ่อน" และสิ้นสุดที่ชั้นเอาต์พุต โครงข่ายนี้ไม่มีวงวน และข้อมูลจะหยุดอยู่ที่ชั้นเอาต์พุต

โครงข่ายประสาทที่เกิดซ้ำ (RNNs)

An ร.น. RNN (Relational Neural Network) คือโครงข่ายประสาทเทียมแบบหลายชั้นที่สามารถเก็บข้อมูลไว้ในโหนดบริบท ทำให้สามารถเรียนรู้ลำดับข้อมูลและส่งออกตัวเลขหรือลำดับอื่นได้ กล่าวโดยง่ายคือ เป็นโครงข่ายประสาทเทียมที่มีการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทเป็นวงวน RNN เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลลำดับของข้อมูลนำเข้า เนื่องจากผลลัพธ์จะถูกป้อนกลับเข้าไปในโครงข่ายเป็นหน่วยความจำ

แผนภาพบล็อกของโครงข่ายประสาทเทียมแบบวนซ้ำ โดยที่เอาต์พุตถูกวนกลับเข้าไปในโครงข่ายเพื่อใช้เป็นหน่วยความจำ

โครงข่ายประสาทเทียมแบบวนซ้ำ (RNN) จะส่งเอาต์พุตกลับไปยังตัวเอง ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้โครงข่ายมีหน่วยความจำ

ตัวอย่างเช่น หากงานคือการทำนายคำถัดไปในประโยค “คุณต้องการ…ไหม?” เครือข่ายจะดำเนินการดังนี้:

  • เซลล์ประสาท RNN จะได้รับสัญญาณที่ชี้ไปยังจุดเริ่มต้นของประโยค
  • เครือข่ายประสาทรับคำว่า “Do” เป็นอินพุตและสร้างเวกเตอร์ของตัวเลข เวกเตอร์นี้จะถูกส่งกลับไปยังเซลล์ประสาทเพื่อสร้างหน่วยความจำให้กับเครือข่าย ขั้นตอนนี้ช่วยให้เครือข่ายจำได้ว่าได้รับคำว่า “Do” และได้รับในตำแหน่งแรก
  • เครือข่ายประสาทเทียมทำงานในลักษณะเดียวกันกับคำถัดไป โดยรับคำว่า “you” แล้วจึงรับคำว่า “want” สถานะของเซลล์ประสาทจะได้รับการอัปเดตเมื่อได้รับแต่ละคำ
  • ขั้นตอนสุดท้ายเกิดขึ้นหลังจากได้รับคำว่า “a” เครือข่ายประสาทเทียมจะให้ความน่าจะเป็นสำหรับแต่ละคำภาษาอังกฤษที่สามารถเติมเต็มประโยคได้ เครือข่ายประสาทเทียมแบบวนซ้ำ (RNN) ที่ได้รับการฝึกฝนมาอย่างดีมักจะให้ความน่าจะเป็นสูงแก่คำว่า “café,” “drink,” “burger” และคำอื่นๆ ที่คล้ายกัน

การใช้งานทั่วไปของ RNN

  • ช่วยให้ผู้ค้าหลักทรัพย์สร้างรายงานการวิเคราะห์
  • ตรวจจับความผิดปกติในงบการเงิน
  • ตรวจจับธุรกรรมบัตรเครดิตที่ฉ้อโกง
  • ระบุคำอธิบายภาพ
  • พลัง chatbots
  • การใช้งาน RNN โดยทั่วไปมักเกิดขึ้นเมื่อผู้ใช้งานทำงานกับข้อมูลอนุกรมเวลาหรือลำดับ เช่น บันทึกเสียงหรือข้อความ

Convolutional Neural Networks (CNN)

A ซีเอ็นเอ็น เป็นโครงข่ายประสาทเทียมแบบหลายชั้นที่มีสถาปัตยกรรมเฉพาะตัวซึ่งออกแบบมาเพื่อ...tracโครงข่ายประสาทเทียมแบบ Convolutional Neural Network (CNN) พิจารณาคุณลักษณะที่ซับซ้อนมากขึ้นของข้อมูลในแต่ละชั้นเพื่อกำหนดผลลัพธ์ CNN เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานด้านการรับรู้

โครงสร้าง CNN ประกอบด้วยขั้นตอนการเรียนรู้คุณลักษณะแบบ Convolution, ReLU และ Pooling ตามด้วย Flatten, Fully Connected และ Softmax สำหรับการจำแนกประเภท

การเรียนรู้คุณลักษณะโดยใช้การแปลงแบบคอนโวลูชัน, ReLU และพูลลิ่ง; การจำแนกประเภทโดยใช้แฟลตเทน, ฟูลคอนเน็กเต็ด และซอฟต์แม็กซ์

โดยส่วนใหญ่แล้ว CNN จะถูกใช้เมื่อมีชุดข้อมูลที่ไม่เป็นระเบียบ เช่น รูปภาพ และผู้ใช้งานจำเป็นต้องวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านั้นtracข้อมูลจากสิ่งนั้น

ตัวอย่างเช่น หากงานคือการคาดเดาคำบรรยายภาพ:

  • โครงข่ายประสาทเทียมแบบ CNN รับภาพ เช่น ภาพแมว ในทางคอมพิวเตอร์ ภาพนี้คือชุดของพิกเซล โดยทั่วไปจะมีหนึ่งเลเยอร์สำหรับภาพขาวดำ และสามเลเยอร์สำหรับภาพสี
  • ในขั้นตอนการเรียนรู้คุณลักษณะ ซึ่งก็คือชั้นที่ซ่อนอยู่ เครือข่ายจะระบุคุณลักษณะเฉพาะ เช่น หางของแมวหรือหู เป็นต้น
  • เมื่อเครือข่ายเรียนรู้การจดจำภาพอย่างละเอียดแล้ว มันสามารถให้ความน่าจะเป็นสำหรับแต่ละคลาสของภาพที่มันรู้จักได้ โดยป้ายกำกับที่มีความน่าจะเป็นสูงสุดจะกลายเป็นผลการทำนายของเครือข่าย

การเรียนรู้เสริมแรง

เสริมการเรียนรู้ เป็นสาขาย่อยของแมชชีนเลิร์นนิงที่ระบบได้รับการฝึกฝนโดยการรับ "รางวัล" หรือ "การลงโทษ" เสมือนจริง ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นการเรียนรู้โดยการลองผิดลองถูก มันเป็นกระบวนทัศน์การเรียนรู้มากกว่ารูปแบบเครือข่าย แต่ขั้นตอนวิธีสมัยใหม่ของมันสร้างขึ้นบนเครือข่ายเชิงลึก GoogleDeepMind ใช้การเรียนรู้แบบเสริมแรง (reinforcement learning) เพื่อเอาชนะแชมป์โกะระดับมนุษย์ การเรียนรู้แบบเสริมแรงยังถูกนำมาใช้ในวิดีโอเกมเพื่อปรับปรุงประสบการณ์การเล่นเกมโดยการสร้างบอทที่ฉลาดขึ้น

อัลกอริทึมที่มีชื่อเสียงที่สุดบางส่วน ได้แก่:

  • Q-การเรียนรู้
  • เครือข่ายดีพคิว
  • รัฐ-การกระทำ-รางวัล-รัฐ-การกระทำ (SARSA)
  • การไล่ระดับนโยบายกำหนดเชิงลึก (DDPG)

ตารางด้านล่างสรุปว่าสถาปัตยกรรมแต่ละแบบเหมาะสมกับสถานการณ์ใดบ้าง

Archiเทคเจอร์ ข้อมูลที่เหมาะสม ลักษณะเด่น งานทั่วไป
ฟีดไปข้างหน้า อินพุตแบบตารางที่มีความยาวคงที่ ไม่มีวงวน ข้อมูลเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเท่านั้น การให้คะแนนและการจัดประเภทอย่างง่าย
โครงข่ายประสาทเทียมแบบวนซ้ำ (RNN) ลำดับและอนุกรมเวลา โหนดบริบทจะให้หน่วยความจำแก่โหนดนั้น การคาดเดาข้อความ, เสียง, การพยากรณ์
โครงข่ายประสาทเทียมแบบคอนโวลูชัน (CNN) ข้อมูลที่ไม่เป็นระเบียบแบบตาราง การคอนโวลูชันและพูลลิ่ง เช่นtracคุณสมบัติ t การจำแนกภาพและการใส่คำบรรยายภาพ
เสริมการเรียนรู้ สภาพแวดล้อม ไม่ใช่ชุดข้อมูล เรียนรู้จากรางวัลและการลงโทษ ตัวแทนเกม, หุ่นยนต์, การควบคุม

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้การเรียนรู้เชิงลึก

สถาปัตยกรรมเหล่านี้ถูกนำไปใช้งานจริงแล้วในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย:

AI ในด้านการเงิน

ภาคเทคโนโลยีทางการเงินได้เริ่มนำ AI มาใช้เพื่อประหยัดเวลา ลดต้นทุน และเพิ่มมูลค่าแล้ว การเรียนรู้เชิงลึกกำลังเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมการให้สินเชื่อผ่านการประเมินเครดิตที่แม่นยำยิ่งขึ้น ผู้ตัดสินใจด้านสินเชื่อสามารถใช้ AI ในการพิจารณาอนุมัติสินเชื่อเพื่อประเมินความเสี่ยงได้รวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ในการพิจารณาคุณลักษณะและความสามารถของผู้สมัคร

Underwrite คือบริษัทฟินเทคที่ให้บริการโซลูชัน AI สำหรับผู้ตัดสินใจด้านสินเชื่อ underwrite.ai ใช้ AI ในการตรวจจับว่าผู้สมัครรายใดมีแนวโน้มที่จะชำระคืนเงินกู้ได้มากกว่า ซึ่งบริษัทกล่าวว่าวิธีการนี้มีประสิทธิภาพเหนือกว่าการให้คะแนนแบบดั้งเดิม

AI ใน HR

บริษัท Under Armour ซึ่งเป็นบริษัทผลิตชุดกีฬา revolutUnder Armour ได้ปรับปรุงกระบวนการสรรหาบุคลากรและยกระดับประสบการณ์ของผู้สมัครงานด้วยความช่วยเหลือจาก AI ในปี 2012 Under Armour เผชิญกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยได้รับใบสมัครเฉลี่ยมากกว่า 30,000 ใบต่อเดือน การอ่านใบสมัครทั้งหมด การคัดกรอง และการสัมภาษณ์ใช้เวลานานเกินไป กระบวนการที่ยาวนานในการจ้างงานและรับพนักงานใหม่ส่งผลกระทบต่อความสามารถของ Under Armour ในการจัดหาพนักงานให้ครบถ้วน เตรียมความพร้อม และดำเนินการในร้านค้าปลีกของตนให้พร้อม

ในเวลานั้น Under Armour มีเทคโนโลยีด้านทรัพยากรบุคคลที่จำเป็นครบครัน เช่น โซลูชันด้านธุรกรรมสำหรับการสรรหา การสมัครงาน เป็นต้น tracUnder Armour เคยใช้ระบบการคัดเลือกพนักงานและการเริ่มต้นงาน แต่เครื่องมือเหล่านั้นเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ Under Armour จึงเลือกใช้ HireVue ผู้ให้บริการโซลูชันด้านทรัพยากรบุคคลด้วย AI สำหรับทั้งการสัมภาษณ์แบบตามความต้องการและการสัมภาษณ์สด ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าทึ่งมาก บริษัทรายงานว่าสามารถลดระยะเวลาในการสรรหาพนักงานลงได้ 35% ในขณะเดียวกันก็ยกระดับคุณภาพของพนักงานที่จ้างเข้ามาด้วย

AI ในด้านการตลาด

ปัญญาประดิษฐ์ (AI) เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าสำหรับการจัดการบริการลูกค้าและการแก้ปัญหาเฉพาะบุคคล การปรับปรุงการจดจำเสียงพูดในศูนย์บริการลูกค้าและการกำหนดเส้นทางการโทร ซึ่งเป็นผลมาจากการประยุกต์ใช้เทคนิค AI ช่วยให้ลูกค้าได้รับประสบการณ์ที่ราบรื่นยิ่งขึ้น

ตัวอย่างเช่น การวิเคราะห์เสียงด้วยการเรียนรู้เชิงลึกช่วยให้ระบบสามารถประเมินน้ำเสียงทางอารมณ์ของลูกค้าได้ หากลูกค้าตอบสนองต่อแชทบอท AI ได้ไม่ดี ระบบสามารถเปลี่ยนเส้นทางการสนทนาไปยังพนักงานที่เป็นมนุษย์จริง ๆ เพื่อรับช่วงต่อในเรื่องนั้นได้

นอกเหนือจากตัวอย่างการเรียนรู้เชิงลึกทั้งสามข้างต้นแล้ว AI ยังถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในภาคส่วนและอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกด้วย

เหตุใดการเรียนรู้เชิงลึกจึงมีความสำคัญ

การเรียนรู้เชิงลึกเป็นเครื่องมือทรงพลังสำหรับการเปลี่ยนการคาดการณ์ให้เป็นผลลัพธ์ที่นำไปปฏิบัติได้จริง การเรียนรู้เชิงลึกมีความโดดเด่นในการค้นหารูปแบบและการคาดการณ์บนพื้นฐานของความรู้ ข้อมูลขนาดใหญ่ เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการเรียนรู้เชิงลึก เมื่อทั้งสองอย่างรวมกัน องค์กรจะสามารถเก็บเกี่ยวผลลัพธ์ในด้านผลิตภาพ ยอดขาย การจัดการ และนวัตกรรมที่ไม่เคยเข้าถึงได้มาก่อน

การเรียนรู้เชิงลึกยังสามารถให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าวิธีการแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัญหาเกี่ยวกับการรับรู้ เครือข่ายเชิงลึกได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพสูงสุดมาหลายปีแล้ว การจำแนกภาพ การจดจำเสียง และการจดจำใบหน้า ล้วนถูกครอบงำโดยสถาปัตยกรรมเชิงลึก โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบบจำลองการจดจำใบหน้าที่ทำความแม่นยำได้เกือบ 99% ในเกณฑ์มาตรฐานสาธารณะ ประโยชน์ที่ได้รับมาจากการที่เครือข่ายเรียนรู้คุณลักษณะของตัวเอง แทนที่จะพึ่งพาคุณลักษณะที่สร้างขึ้นด้วยมือ

ข้อจำกัดของการเรียนรู้เชิงลึก

ผลลัพธ์เหล่านั้นมาพร้อมกับต้นทุนที่แท้จริง

การติดฉลากข้อมูล

โมเดล AI ส่วนใหญ่ในปัจจุบันได้รับการฝึกฝนผ่านการเรียนรู้แบบมีผู้กำกับดูแล ซึ่งหมายความว่ามนุษย์ต้องติดป้ายกำกับและจัดหมวดหมู่ข้อมูลพื้นฐาน ซึ่งอาจเป็นงานที่ยุ่งยากและมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดสูง ตัวอย่างเช่น บริษัทต่างๆ พัฒนา...ping เทคโนโลยีรถยนต์ไร้คนขับจ้างคนหลายร้อยคนเพื่อติดป้ายกำกับข้อมูลด้วยตนเองจากวิดีโอหลายชั่วโมงของรถต้นแบบ เพื่อใช้ในการฝึกฝนระบบเหล่านี้

รับชุดข้อมูลการฝึกอบรมขนาดใหญ่

มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าเทคนิคการเรียนรู้เชิงลึก เช่น CNN สามารถเลียนแบบความรู้ของผู้เชี่ยวชาญในด้านการแพทย์และสาขาอื่นๆ ได้ในบางกรณี อย่างไรก็ตาม คลื่นแห่งการเรียนรู้ของเครื่องจักรนี้ต้องการชุดข้อมูลฝึกฝนที่ไม่เพียงแต่มีการติดป้ายกำกับเท่านั้น แต่ยังต้องครอบคลุมและหลากหลายเพียงพอด้วย

วิธีการเรียนรู้เชิงลึกต้องการข้อมูลจำนวนหลายพันชุดเพื่อให้แบบจำลองมีความแม่นยำในการจำแนกประเภท และในบางกรณีอาจต้องใช้ข้อมูลหลายล้านชุดเพื่อให้ทำงานได้ในระดับเดียวกับมนุษย์ จึงไม่น่าแปลกใจที่การเรียนรู้เชิงลึกมักพบได้ในบริษัทเทคโนโลยีขนาดใหญ่ ซึ่งใช้ข้อมูลขนาดใหญ่ในการสะสมตัวอย่างจำนวนมหาศาล ขนาดที่ใหญ่เช่นนี้ทำให้พวกเขาสามารถสร้างแบบจำลองการเรียนรู้เชิงลึกที่น่าประทับใจและมีความแม่นยำสูงได้

อธิบายปัญหา

แบบจำลองขนาดใหญ่และซับซ้อนอาจอธิบายได้ยากในแง่ของมนุษย์ ตัวอย่างเช่น เหตุใดจึงมีการตัดสินใจเช่นนั้น นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่การยอมรับแบบจำลองบางอย่างลดลง ปัญญาประดิษฐ์ เครื่องมือนี้ทำงานช้าในด้านการใช้งานที่การตีความข้อมูลมีประโยชน์หรือจำเป็นอย่างยิ่ง

นอกจากนี้ เมื่อการประยุกต์ใช้ AI ขยายตัว ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบก็สามารถขับเคลื่อนความต้องการโมเดล AI ที่สามารถอธิบายได้มากขึ้น

คำถามที่พบบ่อย

คลาสสิก เรียนรู้เครื่อง จำเป็นต้องใช้ฟีเจอร์ที่ออกแบบด้วยมือ และทำงานได้ดีกับข้อมูลตารางขนาดเล็ก ในขณะที่การเรียนรู้เชิงลึกเรียนรู้ฟีเจอร์ด้วยตัวเองจากข้อมูลดิบที่ไม่มีโครงสร้าง แต่ต้องการตัวอย่างและพลังประมวลผลที่มากกว่ามาก

วิธีการนี้ใช้ความไม่เป็นเชิงเส้น ทำให้เลเยอร์ที่ซ้อนกันสามารถจำลองขอบเขตการตัดสินใจที่โค้งงอได้ แทนที่จะยุบรวมเป็นขั้นตอนเชิงเส้นเดียว โดยปกติแล้ว ReLU จะเป็นค่าเริ่มต้นในเลเยอร์ที่ซ่อนอยู่ ส่วน sigmoid และ softmax จะใช้ในการปรับแต่งรูปร่างของเอาต์พุต

การย้อนกลับการแพร่กระจาย (Backpropagation) จะวัดว่าน้ำหนักแต่ละตัวมีส่วนทำให้เกิดข้อผิดพลาดมากน้อยเพียงใด จากนั้นจะส่งค่าความชันนั้นย้อนกลับไปตามเลเยอร์ต่างๆ เพื่อปรับน้ำหนักแต่ละตัวไปในทิศทางที่ลดค่าความสูญเสียลง นี่คือขั้นตอนที่สองของการประมวลผล

หนึ่งเอพ็อก (Epoch) คือการประมวลผลข้อมูลฝึกฝนครบหนึ่งรอบ ขนาดแบตช์ (Batch size) คือจำนวนตัวอย่างที่เครือข่ายเห็นก่อนที่จะอัปเดตน้ำหนัก อัตราการเรียนรู้ (Learning rate) ควบคุมขนาดของการอัปเดตน้ำหนักแต่ละครั้ง

Transformer ซึ่งเปิดตัวในปี 2017 แทนที่การเกิดซ้ำด้วยกลไกความสนใจ (attention) ทำให้โทเค็นแต่ละตัวสามารถดูโทเค็นอื่นๆ ได้พร้อมกัน เนื่องจากทำงานแบบขนาน จึงสามารถปรับขนาดได้ดีกว่า RNN มาก และปัจจุบันครองตลาดงานด้านภาษาและการประมวลผลภาพ

การฝึกฝนส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการคูณเมทริกซ์ขนาดใหญ่ ซึ่ง GPU สามารถประมวลผลแบบขนานได้ด้วยแบนด์วิดท์หน่วยความจำที่สูงมาก การย้าย CNN หรือ Transformer จาก CPU ไปยัง GPU สำหรับการฝึกฝนเพียงตัวเดียว มักจะทำให้ความเร็วเพิ่มขึ้นหลายเท่าตัว

เครื่องมือค้นหาสถาปัตยกรรมประสาทและ AutoML จะทดลองจำนวนเลเยอร์ ความกว้าง และพารามิเตอร์ต่างๆ จากนั้นจึงเลือกตัวที่ผ่านการตรวจสอบแล้วดีที่สุด เครื่องมือเหล่านี้ช่วยลดขั้นตอนการตรวจสอบด้วยตนเองได้อย่างมาก แม้ว่าบุคคลยังคงต้องกำหนดเป้าหมายและงบประมาณในการประมวลผลอยู่ก็ตาม

นักบิน GitHub ร่าง TensorFlow และไพTorลูปการฝึก ch จากข้อความแจ้งสั้นๆ ตรวจสอบรูปร่างอินพุต ฟังก์ชันการสูญเสีย และค่าเริ่มต้นด้วยตนเอง เนื่องจากโค้ดสำเร็จรูปที่สร้างไว้มักจะมีค่าเหล่านี้ผิดพลาด

สรุปโพสต์นี้ด้วย: