PyMC3 — МСМС и не только

Привет, Хабрахабр!

В этом посте уже упоминался PyMC3. Там можно почитать про основы MCMC-сэмплирования. Здесь я расскажу про вариационный вывод (ADVI), про то, зачем все это нужно и покажу на довольно простых примерах из галереи PyMC3, чем это может быть полезно. Одним из таких примеров будет байесовская нейронная сеть для задачи классификации, но это в самом конце. Кому интересно — добро пожаловать!

До:



После:



Заинтригованы? Но обо всем по порядку.

t-SNE

t-SNE — это очень популярный алгоритм, который позволяет снижать размерность ваших данных, чтобы их было проще визуализировать. Этот алгоритм может свернуть сотни измерений к всего двум, сохраняя при этом важные отношения между данными: чем ближе объекты располагаются в исходном пространстве, тем меньше расстояние между этими объектами в пространстве сокращенной размерности. t-SNE неплохо работает на маленьких и средних реальных наборах данных и не требует большого количества настроек гиперпараметров. Другими словами, если взять 100 000 точек и пропустить их через эту волшебный черный ящик, на выходе мы получим красивый график рассеяния.

Не так давно я писал о C++ библиотеках для микробенчмаркинга. Я рассказал о трех библиотеках: Nonius, Hayai и Celero. Но в действительности я хотел поговорить о четвертой. Мой Windows тогда не поддерживал Google Benchmark library, так что я не мог ее протестировать. К счастью, из комментариев к прошлому посту я узнал, что теперь библиотека доступна в Visual Studio!

Давайте посмотрим, как можно ее использовать.

Еще в январе 2012 Расс Кокс опубликовал замечательный блог-пост, объясняющий работу Google Code Search с помощью триграммного индекса.

К этому времени уже вышли первые версии моей собственной системы поиска по исходному коду под названием livegrep, с другим метод индексации; я писал эту систему независимо от Google, с помощью нескольких друзей. В этой статье я хотел бы представить немного запоздалое объяснение механизма ее работы.

В одном из прежних постов я рассказывал, как реализовать «простейшую в мире lock-free хеш-таблицу» на C++. Она была настолько проста, что было невозможно удалять из нее записи или менять ее размерность. С тех пор прошло несколько лет, и не так давно я написал несколько многопоточных ассоциативных массивов без таких ограничений. Их можно найти в моем проекте Junction на GitHub.

Junction содержит несколько многопоточных реализаций интерфейса map – даже «самая простая в мире» среди них, под названием ConcurrentMap_Crude. Для краткости будем называть ее Crude map. В этом посте я объясню разницу между Crude map и Linear map из библиотеки Junction. Linear — самый простой map в Junction, поддерживающий и изменение размера, и удаление.

Можете ознакомиться с объяснением того, как работает Crude map, в первоначальном посте. Если коротко, то она основана на открытой адресации и линейном пробировании. Это значит, что она по сути является большим массивом ключей и значений, использующим линейный поиск. Во время добавления или поиска заданного ключа мы вычисляем хеш от ключа, чтобы определить, с какого места начать поиск. Добавление и поиск данных возможны в многопоточном режиме.

Безблокировочная хеш-таблица — это медаль о двух сторонах. В некоторых случаях они позволяют достигать такой производительности, которой не получить другими способами. С другой стороны, они довольно сложны.

В этом посте мы хотели бы еще раз поднять тему программирования без блокировок, сперва дав ему определение, а затем выделить из всего многообразия информации несколько ключевых положений. Мы покажем, как эти положения соотносятся между собой, с помощью блок-схем, а потом мы немного коснемся деталей. Минимальное требование к разработчику, постигающему lock-free, — умение писать правильный многопоточный код, используя мьютексы или другие высокоуровневые объекты синхронизации, например, семафоры или события.

Я размышлял, в основном с точки зрения преподавателя, о том, как научить отлаживать модели машинного обучения. Лично мне кажется полезным рассмотреть модель с точки зрения ошибок разного рода: байесовская ошибка (насколько ошибочен лучший из возможных классификаторов), ошибка аппроксимации (что мы потеряем из-за ограничения класса гипотезы), ошибка оценки (связанная с ограниченной длиной выборки), ошибка оптимизации (что случится, если не найти глобальный оптимум для задачи оптимизации). Я понял, что полезно попытаться отнести ошибку к определенной области, а потом устранять недостатки в этой конкретной области.

Всем привет! На самом деле нейросетка играет не в привычную Dota 2, а в RussianAICup 2016 CodeWizards. RussianAICup — это ежегодное открытое соревнование по программированию искусственного интеллекта. Участвовать в этом соревновании довольно интересно. В этом году темой была игра похожая на Доту. Так как я уже какое-то время занимаюсь обучением с подкреплением, то мне хотелось попробовать применить это в RussianAICup. Главной целью было научить нейронную сеть играть в эту игру, хотя занятие призового места — это, конечно, было бы приятно. В итоге нейросеть держится в районе 700 места. Что, я считаю, неплохо, ввиду ограничений соревнования. В этой статье речь пойдет скорее об обучении с подкреплением и алгоритмах DDPG и DQN, а не о самом соревновании.

Знаете такую компанию — Facebook? Да-да, ту самую, у сайта которой 1,6 миллиардов пользователей. И если взять все посты-поздравления с днем рождения, ваши позорные детские фотографии (у меня они такие), того дальнего родственника, лайкающего каждый ваш статус, — и вот вам множество данных для анализа.

С точки зрения анализа изображений Facebook весьма далеко продвинулся со сверточными нейронными сетями (Convolutional Neural Network, CNN). В августе подразделение Facebook по исследованиям в области искусственного интеллекта (Facebook AI Research, сокращенно FAIR) опубликовала блог-пост об алгоритмах компьютерного зрения, которые лежат в основе некоторых их алгоритмов сегментации изображений. В этом посте мы кратко изложим и разъясним три статьи, на которые ссылается этот блог.

Применение машинного обучения может включать работу с данными, тонкую настройку уже обученного алгоритма и т. д. Но масштабная математическая подготовка нужна и на более раннем этапе: когда вы только выбираете модель для дальнейшего использования. Можно выбирать «вручную», применяя разные модели, а можно и этот процесс попробовать автоматизировать.


Под катом — лекция ведущего научного сотрудника РАН, доктора наук и главного редактора журнала «Машинное обучение и анализ данных» Вадима Стрижова, а также большинство слайдов.

Представляем первую статью в серии, задуманной, чтобы помочь быстро разобраться в технологии глубокого обучения; мы будем двигаться от базовых принципов к нетривиальным особенностям с целью получить достойную производительность на двух наборах данных: MNIST (классификация рукописных цифр) и CIFAR-10 (классификация небольших изображений по десяти классам: самолет, автомобиль, птица, кошка, олень, собака, лягушка, лошадь, корабль и грузовик).

Специально для блога «Моего круга» ИТ-рекрутеры из агентства DigitalHR проанализировали самые частые вопросы, которые задают соискатели о будущих работодателях, и составили список наиболее важных тем, которые компания должна раскрыть, привлекая к себе сотрудников. Этот чек-лист больше подойдет для компаний, заинтересованных в долгосрочном построении HR-бренда, а не в разовом поиске специалистов. Тем не менее, советы будут полезны всем, и даже при краткосрочных целях помогут увеличить поток желающих пройти собеседование.

Составленный чек-лист также должен помочь компаниям, размещающим свои вакансии на «Моём круге» правильно заполнять свой профиль и использовать его максимально эффективно. Из профиля компании на «Моем круге» можно узнать о ее деятельности, размере, увидеть фото офиса, а также просмотреть все открытые или архивные вакансии. Это полезный и эффективный инструмент для HR-позиционирования компании, но не все используют его правильно.

Например, если вы известная оффлайновая компания, которая начала активно развивать отдел разработки, лучше сделайте акцент в описании на IT-отделе, его успехе и команде: даже если у компании богатая история, но она сосредоточена в оффлайне, это не несет большой ценности для разработчика. Также в ИТ-сфере много и молодых проектов, о которых рынок ещё не знает. Ваш шанс заявить о себе — правильно заполнить профиль организации на «Моем круге».

Публикуем вторую часть статьи о типах архитектуры нейронных сетей. Вот первая.

За всеми архитектурами нейронных сетей, которые то и дело возникают последнее время, уследить непросто. Даже понимание всех аббревиатур, которыми бросаются профессионалы, поначалу может показаться невыполнимой задачей.

Поэтому я решил составить шпаргалку по таким архитектурам. Большинство из них — нейронные сети, но некоторые — звери иной породы. Хотя все эти архитектуры подаются как новейшие и уникальные, когда я изобразил их структуру, внутренние связи стали намного понятнее.

Это первая часть, вот вторая.
За всеми архитектурами нейронных сетей, которые то и дело возникают последнее время, уследить непросто. Даже понимание всех аббревиатур, которыми бросаются профессионалы, поначалу может показаться невыполнимой задачей.

Поэтому я решил составить шпаргалку по таким архитектурам. Большинство из них — нейронные сети, но некоторые — звери иной породы. Хотя все эти архитектуры подаются как новейшие и уникальные, когда я изобразил их структуру, внутренние связи стали намного понятнее.

Сегодня поговорим об установлении причинных связей между явлениями, когда невозможно провести эксперимент и А/В-тесты. Это довольно простая статья, которая будет полезна начинающим в статистике и машинном обучении или тем, кто раньше над такими вопросами не задумывался.

Действительно ли пациентам, тестирующим новое лекарство, становится лучше из-за лекарства, или они все все равно бы выздоровели? Ваши продавцы действительно эффективны или же они говорят с теми клиентами, которые и так готовы совершить покупку? Действительно ли Сойлент (или рекламная кампания, которая обойдётся фирме в миллион долларов) стоит вашего времени?

С мая по сентябрь любители сложных задач по машинному обучению могут принять участие в нескольких конкурсах, предлагающих крупные денежные призы. Конкурсы проводят ресурсы: Kaggle, специализирующийся на соревнованиях такого плана, DCA, создающий сервисы на технологиях Big Data, платформа исследования искусственного интеллекта на базе игры Дум ViZDoom и Национальная библиотека медицины США.

Generative adversarial networks (GAN) пользуются все большей популярностью. Многие говорят о них, кто-то даже уже использует… но, как выясняется, пока мало кто (даже из тех кто пользуется) понимает и может объяснить. ;-)
Давайте разберем на самом простом примере, как же они работают, чему учатся и что на самом деле порождают.

Вы бы никогда не подумали, но это прогулка по пространству нейросети-фальшивомонетчика. Сделано крутейшими людьми Anders Boesen Lindbo Larsen и Søren Kaae Sønderby

Допустим, у нас есть задача — понять окружающий мир.
Давайте для простоты представим, что мир — это деньги.

Метафора, может быть, с некоторой моральной двусмысленностью, но в целом пример не хуже прочих — деньгам (банкнотам) определенно свойственна какая-то сложная структура, тут у них цифра, тут буква, а там хитрые водяные знаки. Предположим, нам нужно понять, как они сделаны, и узнать правило, по которым их печатают. Какой план?

Напрашивающийся шаг — это пойти в офис центрального банка и попросить их выдать спецификацию, но во-первых, вам ее не дадут, а во-вторых, если выдерживать метафору, то у вселенной нет центрального банка (хотя на этот счет есть религиозные разногласия).

Ну, раз так, давайте попробуем их подделать.