ماشین لرنینگ چیست و چه اهمیتی دارد؟
- مرداد 10, 1403
- آکادمی نارگان
- 0
تکنولوژی با سرعتی بیسابقه در حال رشد و تغییر است. اگر میخواهیم در شغل و زندگی خود بهروز و کارآمد باشیم نباید از غافله فناوریهای روز جا بمانیم. احتمالاً هوش مصنوعی مهمترین و تأثیرگذارترین تکنولوژی امروز در سراسر دنیاست که زندگی ما را متحول کرده و هر روز تأثیرات بیشتری ایجاد میکند.
یکی از زیرشاخههای محبوب و جالب هوش مصنوعی ماشین لرنینگ است. از آنجایی که یادگیری ماشین لرنینگ میتواند موقعیتهای شغلی بسیاری برای افراد مختلف فراهم کند، افراد زیادی به کسب دانش در این زمینه علاقه دارند. پس وقت آن رسیده که کمی بیشتر درباره یادگیری ماشین و بهترین راه برای آموزش آن بدانیم
ماشین لرنینگ یا یادگیری ماشین چیست؟
داشتن پیشبینی صحیح در رشتههای مختلف بهویژه اقتصاد برای گرفتن تصمیمهای صحیح ضروری است. برای اینکه ما بتوانیم پیشبینی صحیحی از آینده داشته باشیم باید قادر باشیم قواعد و الگوهای موجود را بهخوبی بشناسیم و محاسبات دقیقی انجام دهیم. تا چند سال پیش انجام همه این کارها بر عهده ما بود. اما حالا ماشینها هم میتوانند با روش محاسباتی درست امکان یادگیری بدون برنامهریزی صریح را داشته باشند. به چنین روش و فرایند محاسبهای یادگیری ماشین یا ماشین لرنینگ (Machine Learning) میگویند.
یادگیری ماشین بر مبنای الگوریتمهای ریاضی و آماری انجام میشود. یعنی وقتی دادهای به ماشین وارد میشود، ماشین میتواند الگوهای موجود را تشخیص دهد، بر اساس آن رویدادها را پیشبینی کند، تصمیمگیری کند و مسائل مختلف را حل کند.
یک مثال از یادگیری ماشین
برای اینکه توضیحات بالا را کمی ساده کنیم بهتر است یک مثال بزنیم. فرض کنید شما مدیر یک فروشگاه هستید و میخواهید یک استراتژی مناسب برای فروش محصولات خود داشته باشید. برای این کار باید بتوانید رفتار مشتریهای خود را پیشبینی کنید. با کمک یادگیری ماشین، تحلیل الگوی رفتار مشتریان راحتتر، سریعتر و با خطای کمتر انجام میشود. در نتیجه ماشینها میتوانند به شما کمک کنند تصمیم بگیرید چه استراتژی با توجه به رفتار مشتریان برای فروش بهتر محصولات خود داشته باشید.
چرا یادگیری ماشین اهمیت دارد؟
ماشین لرنینگ بهعنوان یکی از اصول اساسی هوش مصنوعی به ما کمک میکند تا دادههای خام را به اطلاعات، دانش و هوش تبدیل کنیم و مسائل مختلف را راحتتر حل کنیم. برای مثال ماشین لرنینگ میتواند فرایندهای تکراری را خودکارسازی کند. با آموزش مدلهای ماشین لرنینگ بر روی دادههای مربوط به یک وظیفه، ما میتوانیم سیستمهای خودکار را برای انجام آن وظیفه بسازیم. این کاربرد میتواند در حوزههای مختلفی مانند خودروهای خودران، رباتیک، صنایع تولیدی و سیستمهای خانه هوشمند مورد استفاده قرار گیرد.
ماشین لرنینگ چند دسته دارد؟
به طور کلی میتوانیم یادگیری ماشین را به سه نوع مختلف تقسیمبندی کنیم:
• یادگیری با نظارت (Supervised Learning)
• یادگیری بدون نظارت (Unsupervised Learning)
• یادگیری تقویتی (Reinforcement Learning)
یادگیری با نظارت
در یادگیری با نظارت، دادههای آموزشی که همراه با برچسبها یا پاسخهای صحیح هستند، به مدل ماشین لرنینگ داده میشوند تا بتواند الگوها و قواعدی را که برای پیشبینی یا تصمیمگیری لازم است، یاد بگیرد. در این فرایند ابتدا باید دادههای آموزشی را برای آموزش مدل جمعآوری کنیم. این دادهها شامل ویژگیها یا مشخصههای ورودی است که بر اساس آنها میخواهیم یک پاسخ یا برچسب را پیشبینی کنیم. بهعنوانمثال، برای یادگیری یک مدل تشخیص تصاویر سگ و گربه، دادههای آموزشی شامل تصاویر سگ و گربه با برچسبهای متناظر آنها (سگ یا گربه) است.
در مرحله بعد ساختار مدل ماشین لرنینگ را تعریف میکنیم. حالا وقت آموزش فرا میرسد. دادههای آموزشی به مدل داده میشوند و مدل سعی میکند الگوها و قواعدی را که باعث میشود برچسب صحیح به ورودی هماهنگ شود، یاد بگیرد. بعد از آموزش مدل، از دادههای آزمون برای ارزیابی عملکرد آن استفاده میشود. مدل برای هر نمونه از دادههای آزمون، یک پیشبینی را تولید میکند و با برچسب واقعی مقایسه میشود. در نهایت میتوان از این مدل برای پیشبینی برچسب یا پاسخ برای دادههای جدید استفاده کرد.
یادگیری بدون نظارت
همانطور که از نام این نوع یادگیری بر میاید، در یادگیری بدون نظارت دادهها بدون برچسب یا پاسخ صحیح به مدل ارائه میشوند. در این روش، مدل ماشین لرنینگ تلاش میکند الگوها، ساختارها و روابط مخفی در دادهها را بدون داشتن اطلاعات برچسبها شناسایی کند. مثلاً میتوان دادههای متنی، تصاویر، یا دادههای سنسورهای محیطی را بدون برچسب به مدل ماشین لرنینگ داد.
پس از جمعآوری دادههای بدون برچسب، باید ساختار مدل ماشین لرنینگ را تعریف کنیم. مدل ماشین لرنینگ بدون برچسب سعی میکند الگوها، ساختارها و ویژگیهای مهم در دادهها را استخراج کند. پس به طور خودکار، دادهها را به گروههای مشابه تقسیم میکند، الگوها را شناسایی میکند و به آنها ویژگی میدهد. این فرایند به عنوان استخراج ویژگیها (Feature Extraction) شناخته میشود. در نهایت الگوهایی که پیدا میشوند قابل تفسیر و تحلیل هستند.
یادگیری تقویتی
یادگیری تقویتی بر اثر تعامل ماشین با محیط صورت میگیرد. در این روش، یک عامل یادگیری نیرومند (agent) با محیط تعامل میکند و با انجام عملیات مختلف، تلاش میکند یک سیاست بهینه را یاد بگیرد تا بهترین عمل را در هر وضعیت محیطی انتخاب کند. هدف اصلی در یادگیری تقویتی، حداکثر کردن یک معیار عملکرد در طول زمان است.
در این نوع یادگیری، یک عامل وجود دارد که در یک محیط عمل میکند. محیط میتواند هر چیزی از یک بازی رایانهای تا یک ربات فیزیکی باشد. عامل با محیط تعامل دارد و وضعیت محیط را مشاهده میکند و بر اساس آن عملیات را انجام میدهد. وضعیت محیط، حالت فعلی سیستم را نشان میدهد. عامل با مشاهده وضعیت، یک عمل را انتخاب میکند و آن را بر روی محیط اعمال میکند. عمل میتواند یک انتخاب از یک مجموعه عملها باشد که عامل میتواند انجام دهد. عامل بعد از اعمال عمل، یک پاداش از محیط دریافت میکند. پاداش میتواند مثبت، منفی یا صفر باشد و نشان دهنده کیفیت عمل عامل در وضعیت فعلی است. هدف عامل این است که مجموع پاداشهای دریافتی را در طول زمان بیشینه کند.
یک متخصص ماشین لرنینگ چه مهارتهایی دارد؟
یک متخصص ماشین لرنینگ (Machine Learning) برای انجام وظایف مرتبط با این حوزه، باید به مجموعهای از مهارتهای فنی و تخصصی دست پیدا کند. در ادامه برخی از مهارتهای اساسی یک متخصص ماشین لرنینگ را بررسی خواهیم کرد:
• تفهیم عمیق در مباحث ماشین لرنینگ: متخصص ماشین لرنینگ باید مفاهیم و اصول اساسی ماشین لرنینگ را بشناسد. مفاهیم مربوط به الگوریتمهای یادگیری ماشین، شبکههای عصبی، درخت تصمیم و مدلهای گرافیکی از جمله این مفاهیم هستند.
• تجربه در استفاده از ابزارها و کتابخانههای ماشین لرنینگ: متخصص ماشین لرنینگ باید توانایی استفاده از ابزارها و کتابخانههای مرتبط با ماشین لرنینگ مانند TensorFlow، PyTorch، Scikit-learn و Keras را داشته باشد.
• تحلیل داده: آنالیز و پردازش دادهها یکی از مراحل اساسی در ماشین لرنینگ است. متخصص ماشین لرنینگ باید توانایی جمعآوری، پیشپردازش و تحلیل دادهها را داشته باشد.
• ارزیابی و بهینهسازی مدلها: متخصص یادگیری ماشین باید بتواند مدلهای خود را ارزیابی کرده و عملکرد آنها را از طریق بهینهسازی پارامترها و تکنیکهای مرتبط بهینه کند.
• حل مسائل پیچیده: توانایی حل مسائل پیچیده با استفاده از روشهای پیشرفته ماشین لرنینگ و بهبود و ارتقای مدلهای موجود از مهمترین مهارتهای یک متخصص در این زمینه است.
• مهارتهای برنامهنویسی: Python، R یا MATLAB زبانهایی هستند که در یادگیری ماشین کاربرد بسیاری دارند. این زبانها به فرد توانایی میدهد تا الگوریتمها را پیادهسازی و اجرای کند، به پردازش و تحلیل دادهها بپردازد و برای مدلهای خاص به صورت سفارشی برنامهنویسی کند.
• مفاهیم آماری: متخصص ماشین لرنینگ باید مفاهیم آماری اساسی را بشناسد تا بتواند الگوریتمها و مدلهای ماشین لرنینگ را بهدرستی تفسیر و ارزیابی کند.
در کنار این مهارتها، متخصصان ماشین لرنینگ باید بهروز باشند و با تحولات و پیشرفتهای جدید در زمینه یادگیری ماشین آشنا باشند و توانایی یادگیری مداوم را داشته باشند.
بهترین راه برای یادگیری ماشین لرنینگ چیست؟
در حال حاضر منابع آموزشی بسیاری برای یادگیری ماشین لرنینگ در اختیار علاقهمندان قرار دارد. یکی از بهترین و سریعترین روشهای آموزش ماشین لرنینگ شرکت در کلاسهای تخصصی زیر نظر اساتید حرفهای و مجرب است. آکادمی نارگان این افتخار را دارد که از بهترین اساتید در کلاسها و دورههای آموزشی خود بهرهمند شود. دورههای ماشین لرنینگ آکادمی نارگان با سیلابسهای بهروز، تمرینات مناسب و در محیطی آکادمیک فرصت یادگیری مناسب را در اختیار علاقهمندان قرار میدهد.
برای اطلاعات بیشتر میتوانید با پشتیبانی دورههای آموزشی به شماره زیر تماس بگیرید:
09336381443