Задача сводится к обработке входных данных и повторению модели функционирования нейронов в мозге человека. В публикации журнала
Нейронные сети глубокого обучения строятся на тех же принципах, которые использует мозг человека. В нем есть особые клетки – нейроны, состоящие из нескольких частей, в том числе отростков, называемых дендритами. Когда человек учится, эти отростки становятся длиннее. Они соединяют клетки мозга в точках контакта, называемых синапсами. Чем разветвленнее отростки нервных клеток и чем многочисленнее связи между нейронами, тем больше информации может храниться в мозге. Когда вы повторяете пройденный материал или тренируете полученные навыки, дендриты становятся прочнее, формируя слой жировой ткани и удваивая связи между ключевыми нейронами (и блоками памяти).
В сетях глубокого обучения мы создаем искусственные аналоги нейронов, называемые
Рисунок 2.
В нейронных сетях глубокого обучения используются искусственные нейроны, называемые перцептронами (изображение предоставлено Кристофом Бергером)В терминах компьютерной науки можно сказать, что перцептрон обучается на основе применения к входным данным алгоритма бинарной классификации. Например, если цель состоит в обучении умению различать собак и кошек, алгоритм располагает входные данные (векторы) по разные стороны диагонали, чтобы создать границу линейного решения. Алгоритм обрабатывает элемент на входе, чтобы дать на выходе значение нуля или единицы, но по мере обучения может корректировать расположение диагонали (сдвигая линейную границу). Способность различать изображения кошек и собак со временем улучшается, и результаты становятся точнее.
Рисунок 3.
Перцептрон сдвигает линейную границу по мере добавления новых векторов (изображение предоставлено Wikipedia)Ранее, когда мы говорили о несоответствии возможностей людей и технических устройств, речь каждый раз заходила о способности человека распознавать закономерности, творчески мыслить, оперировать абстрактными понятиями и т. п. Сейчас, когда мы научили машины обучаться, наша способность распознавать закономерности и рассуждать на разные темы больше не дает нам такого явного преимущества, как раньше.
В глубоком обучении используется множество технологий, включая одно- и многослойные перцептроны, обучение сети методом обратного распространения ошибки, ступенчатые функции и линейные векторы, но не нужно быть экспертом в технологии искусственного интеллекта, чтобы понять: он уже начинает оказывать масштабное воздействие на наше общество.
Сегодня на въезде в страну Евросоюза, Великобританию, США, ОАЭ, Сингапур, Гонконг, Австралию и многие другие государства обладатели биометрического паспорта могут пройти электронный паспортный контроль. Как ни банально, причина проста: сегодня компьютеры намного лучше распознают лица и проверяют личность, чем самый образцовый работник таможни. Как показывают исследования, программы по распознаванию лиц устанавливают личность клиента в 15–20 раз точнее, чем человек при обычном личном взаимодействии[192]
. Данный факт, между прочим, говорит о том, что личный визит в банк для открытия счета больше не является гарантией безопасности. Принимая во внимание потенциал современных программ, это, вероятно, самый рискованный вариант из возможных.В Китае функционирует национальная информационная система, содержащая сведения обо всех гражданах страны, и программа может идентифицировать любого из 1,4 миллиарда китайцев за две-три секунды[193]
. Хотя на Западе такая политика многих возмутит как нарушающая гражданские права, в художественных произведениях, в том числе в кино, уже несколько десятилетий демонстрируются варианты реализации подобных технологий. Сегодня большинство органов охраны правопорядка обладают соответствующими возможностями, и причина ускоренного развития данной технологии очень проста: государство может быть уверено, что она работает лучше, чем зрение человека.