Что такое нейросеть

Нейросеть (Neural Networks, подраздел машинного обучения) — это математическая модель, которая построена по аналогии с человеческим мозгом. По сути, это попытка смоделировать процессы, протекающие в мозге, чтобы машина научилась «думать» как человек.

Человеческий мозг — это огромная сеть, состоящая из миллиардов нейронов, которые связаны между собой синапсами, и могут передавать друг другу сигналы. Каждый нейрон может получать сигналы, обрабатывать их и передавать дальше.

По этому принципу построены и искусственные нейросети — они копируют нейронную активность мозга. Так выглядит простейшая модель нейросети.

Все сети делятся на слои, которые состоят из определённого количества, связанных между собой, нейронов. Входной и выходной слой всегда один, а скрытых слоёв может быть сколько угодно. Чем сложнее задача, тем их больше.

А вот пример работы нейросети, когда в неё загрузили Симпсонов и попросили показать, как бы они могли выглядеть в реальной жизни.

Входной слой — получает данные. Скрытые слои ведут их обработку, а в итоге — выходной слой выдаёт результат.

С самого начала я дал определение, что нейросеть — это математическая модель, и сейчас в упрощённом виде покажу, как это работает.

Каждый нейрон имеет числовое значение, которое соответствует какому-то параметру. А связи между нейронами имеют весовые коэффициенты. Чтобы получить значения нейронов в скрытом слое, нужно просто вычислить их средневзвешенное значение. Точно также рассчитывается значение нейрона на выходе.

Здесь всё максимально просто, на уровне арифметики 5 класса. Конечно, это очень простой пример, и в реальности всё будет сложнее, но в своей основе нейросеть — такая же несложная вещь.

А какие знания потребуются для создания нейросетей? Конечно, одной арифметики будет не достаточно, но и быть выдающимся математиком тоже не обязательно. Если хотите научиться создавать нейросети, то недостающие знания по той же линейной алгебре можно получать параллельно.

Кому интересно, здесь ссылка именно на такой курс по созданию нейросетей, где необходимые знания по математике даются по мере надобности. Там ещё бонусом идёт курс по Пайтону.

Как мы убедились, никакого разума у нейросетей нет — только алгоритмы и формулы. Но у них есть существенное отличие от других программных продуктов.

Нейросеть — это обучаемая система, и может быть даже самообучаемой. Либо с помощью заданных человеком алгоритмов, либо самостоятельно на основе прошлого опыта.

Как мы сами в детстве: сперва нас обучали старшие, а потом мы уже самостоятельно начинали разбираться что к чему, делать выводы и избегать ошибок. К примеру, укололся булавкой, начинаешь осторожно относиться ко всем острым предметам.

Существуют десятки различных архитектур нейросетей:

Но подробно останавливаться на этом не буду, чтобы не забивать вам голову мало понятными терминами. Лучше перейдём к более интересному вопросу.

Где нейросети используются

Сейчас уже проще перечислить, где их нет. Но вот несколько ярких примеров, которые кардинально меняют нашу жизнь.

Midjourney и Kandinsky — эти нейросети создают изображения по текстовому описанию.

Face ID в iPhone запоминает лицо пользователя и потом распознаёт его в любых условиях: в темноте, с бородой, в очках.

Умные камеры ловят преступников.

Дипфейк (DeepFake) — это когда в видео или на изображении подменяют лицо человека. Для создания таких видео обычно используют генеративно-состязательные нейросети (GAN). Где один алгоритм генерирует изображение, состязаясь с ещё одним, пока тот не начнёт путать копию с оригиналом. Также подделывают и голос.

А в России даже сняли сатирический дипфейк-сериал с участием поддельных двойников голливудских актеров, там «играли» — Киану Ривз, Джейсон Стэтхэм и Марго Робби. Понятно, что на гонорары настоящие актёры могут не рассчитывать.

Отдельная тема беспилотные автомобили и другие транспортные средства. Роботы-курьеры «Яндекс Еды» прокладывают себе путь, обходят препятствия, да ещё соблюдают ПДД. Самое интересное, что наши пешеходы пытаются помочь роботу во время снегопада и слякоти.

А в этом году в Китае начались продажи беспилотных воздушных такси EHang, вместимостью — 2 пассажира.

Алиса, Маруся и другие голосовые помощники, например, в «Сбере» и «Тинькофф» банках, ими заменяют операторов в техподдержке.

Алгоритмы «ВКонтакте» подбирают вам друзей, новости и рекламу, исходя из ваших интересов. То же самое делают стриминговые платформы кино и музыки, ещё Ютуб. А маркетплейсы рекомендуют товары, которые могут вас заинтересовать. Они анализируют ваши интересы.

Нашумевшая нейросеть ChatGPT пишет любые тексты по запросу. В одном из видео я рассказывал, как российский студент защитил диплом с её помощью.

А на мой вопрос: «Когда нейросети станут умнее человека?», сеть ответила уклончиво: «Мол, точная дата пока неизвестна. Это потребует развития технических возможностей и пока непонятно, как работает человеческий мозг. Так что точного прогноза она дать пока не может.».

Подводим итог.
Хотя нейросети относятся к искусственному интеллекту, до вычислительных способностей мозга им пока далеко. У человека имеется 86 млрд нейронов, а в самых продвинутых нейросетях — их в несколько раз меньше, не более 10 млрд.

Но понятно, что это только начало. Получится ли оцифровать человеческий мозг пока не ясно. Но одно ясно точно — будущее за этими технологиями.