Мартин Форд - Архитекторы интеллекта. Вся правда об искусственном интеллекте от его создателей

Затем идет нелинейный слой, где каждый нейрон включается или выключается, в зависимости от того, выше или ниже заданного порога оказалась вычисляемая слоем свертки взвешенная сумма. Наконец, третий слой выполняет операцию субдискретизации, чтобы убедиться, что небольшое смещение или деформация входного изображения не сильно меняет результат на выходе. Это обеспечивает независимость от деформаций входного изображения.

По сути, сверточная сеть – это стек, организованный из слоев свертки, нелинейности и субдискретизации. Когда они сложены, появляются нейроны, распознающие объекты. Например, нейрон, который включается при нахождении лошади на изображении, другой нейрон – для автомобилей, третий – для людей и так далее, для всех нужных вам категорий.

При этом то, что делает нейронная сеть, определяется силой связей между нейронами, то есть весами. И эти веса не запрограммированы, а являются результатом обучения.

Сети показывается изображение лошади, и, если она не отвечает «лошадь», ее информируют, что это неправильно, и подсказывают правильный ответ. После этого с помощью алгоритма обратного распространения ошибки сеть корректирует веса всех соединений, чтобы в следующий раз при демонстрации такого же изображения результат был ближе к нужному. При этом приходится демонстрировать ей тысячи изображений.

М. Ф.: Это обучение с учителем? Как я понимаю, сейчас это доминирующий подход.

Я. Л.: Именно так. Почти все современные приложения глубокого обучения используют обучение с учителем. Магия в том, что обученная сеть по большей части дает правильные ответы даже для изображений, которых ей раньше не показывали. Но нуждается в огромном количестве примеров.

М. Ф.: А чего можно ожидать в будущем? Можно ли будет учить машину как ребенка, которому достаточно один раз показать кошку и назвать ее?

Я. Л.: На самом деле вы не совсем правы. Первые тренировки сверточной сети действительно проходят на миллионах изображений различных категорий. А потом, если нужно добавить новую категорию, например научить компьютер распознавать кошек, для этого достаточно нескольких образцов. Ведь сеть уже обучена распознавать объекты практически любого типа. Дополнения к обучению касаются пары верхних слоев.

М. Ф.: Это уже похоже на то, как учатся дети.

Я. Л.: Нет, к сожалению, это совсем не похоже. Дети получают большую часть информации до того, как кто-то скажет им: «Это кошка». В первые несколько месяцев жизни дети учатся, не имея понятия о языке. Они узнают устройство мира, просто наблюдая за миром и немного взаимодействуя с ним. Такой способ накопления знаний машинам недоступен. Как это назвать, непонятно. Некоторые используют провокационный термин «обучение без учителя». Иногда это называют предвосхищающим, или индуктивным, обучением. Я называю это самообучением. При обучении этого типа не идет речи о подготовке к выполнению какой-то задачи, это просто наблюдение за миром и тем, как он функционирует.

М. Ф.: А обучение с подкреплением в эту категорию попадает?

Я. Л.: Нет, это совсем другая категория. По сути, выделяют три основные категории: обучение с подкреплением, обучение с учителем и самообучение.

Обучение с подкреплением происходит методом проб и ошибок и хорошо работает для игр, где можно делать сколько угодно попыток. Хорошая производительность AlphaGo была достигнута после того, как машина сыграла больше игр, чем все человечество за последние три тысячи лет. К задачам из реального мира такой подход нецелесообразен.

Человек может научиться водить автомобиль за 15 часов тренировок, ни во что не врезавшись. Если использовать существующие методы обучения с подкреплением, машине, чтобы научиться ездить без водителя, придется 10 тысяч раз упасть с обрыва, прежде чем она поймет, как этого избежать.

М. Ф.: Мне кажется, что это аргумент в пользу моделирования.

Я. Л.: Скорее, это подтверждение того, что тип обучения, которым пользуются люди, сильно отличается от обучения с подкреплением. Это похоже на обучение с подкреплением на базе моделей. Ведь человек, садясь за руль впервые, имеет модель мира и может предсказывать последствия своих действий. Как заставить машину самостоятельно изучать прогностические модели – это главная нерешенная проблема.

М. Ф.: Именно с этим связана ваша работа в Facebook?