Машинное обучение *

Корпорация IBM работает совместно с DARPA над созданием нейроморфных чипов (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics, SyNAPSE) уже много лет, реализация проекта началась еще в 2008 году. Цель — создание чипов и систем, работа которых была бы организована по принципу работы нейронов мозга животных (например, грызунов). Это очень сложная задача, и специалистам пришлось потратить на ее решение немало времени. Сейчас, наконец, представлены первые значительные результаты проекта SyNAPSE.

Система TrueNorth, состоит из отдельных чипов-модулей, которые работают, как нейроны мозга. Соединяя нейроморфные чипы в систему, исследователи получают искусственную нейронную сеть. Версия, которую представила IBM, включает 48 млн соединений — это близко к числу синапсов в мозге крысы. Представленная структура состоит из 48 отдельных чипов-модулей.

Привет, Хабр! В этой части мы опишем вам алгоритм, с помощью которого были получены цвета на графах из первой части. В основе алгоритма лежит k-medoids — довольно простой и прозрачный метод. Он представляет собой вариант популярного k-means, про который наверняка большинство из вас уже имеет представление.

В отличие от k-means, в k-medoids в качестве центроидов может выступать не любая точка, а только какие-то из имеющихся наблюдений. Так как в графе между вершинами расстояние определить можно, k-medoids годится для кластеризации графа. Главная проблема этого метода — необходимость явного задания числа кластеров, то есть это не выделение сообществ (сommunity detection), а оптимальное разбиение на заданное количество частей (graph partitioning).

С этим можно бороться двумя путями:

Сегодня вышел в свет первый официальный релиз новой библиотеки Intel для аналитики данных — Intel Data Analytics Acceleration Library. Библиотека доступна как в составе пакетов Parallel Studio XE, так и как независимый продукт с коммерческой и бесплатной (community) лицензией. Что это за зверь и зачем она нужна? Давайте разбираться.

Привет, Хабр! В нашей работе часто возникает потребность в выделении сообществ (кластеров) разных объектов: пользователей, сайтов, продуктовых страниц интернет-магазинов. Польза от такой информации весьма многогранна – вот лишь несколько областей практического применения качественных кластеров:

1. Выделение сегментов пользователей для проведения таргетированных рекламных кампаний.
2. Использование кластеров в качестве предикторов («фичей») в персональных рекомендациях (в content-based методах или как дополнительная информация в коллаборативной фильтрации).
3. Снижение размерности в любой задаче машинного обучения, где в качестве фичей выступают страницы или домены, посещенные пользователем.
4. Сличение товарных URL между различными интернет-магазинами с целью выявления среди них групп, соответствующих одному и тому же товару.
5. Компактная визуализация — человеку будет проще воспринимать структуру данных.

С точки зрения машинного обучения получение подобных связанных групп выглядит как типичная задача кластеризации. Однако не всегда нам бывают легко доступны фичи наблюдений, в пространстве которых можно было бы искать кластеры. Контентые или семантические фичи достаточно трудоемки в получении, как и интеграция разных источников данных, откуда эти фичи можно было бы достать. Зато у нас есть DMP под названием Facetz.DCA, где на поверхности лежат факты посещений пользователями страниц. Из них легко получить количество посещений сайтов, как каждого в отдельности, так и совместных посещений для каждой пары сайтов. Этой информации уже достаточно для построения графов веб-доменов или продуктовых страниц. Теперь задачу кластеризации можно сформулировать как задачу выделения сообществ в полученных графах.

В последнее время всё чаще стали появляться статьи о машинном обучении и о нейронных сетях. «Нейронная сеть написала классическую музыку», «Нейронная сеть распознала стиль по интерьеру», нейронные сети научились очень многому, и на волне возрастющего интереса к этой теме я решил сам написать хотя бы небольшую нейронную сеть, не имея специальных знаний и навыков.

К своему большому удивлению, я не нашел простейших и прозрачных примеров а-ля «Hello world». Да, есть coursera и потрясающий Andrew Ng, есть статьи про нейронные сети на хабре (советую остановиться тут и прочитать, если не знаете самых основ), но нет простейшего примера с кодом. Я решил создать перцептрон для распознования «AND» или «OR» на своем любимом языке C++. Если вам интересно, добро пожаловать под кат.

Данная статья посвящена исследованию возможностей нейронных сетей при их использовании в качестве основы для индивидуального разума моделируемого объекта.

Цель: показать, способна ли нейронная сеть (или ее данная реализация) воспринимать «окружающий» мир, самостоятельно обучаться и на основе собственного опыта принимать решения, которые можно считать относительно разумными.

Глубокое обучение — процесс, требующий больших вычислительных мощностей. Конечно, нет ничего хорошего в том, чтобы тратить деньги на покупку аппаратного обеспечения с обложки журнала, которое потом полетит на помойку. Нужно подходить к этому делу с умом.

Попробуем взглянуть на примеры аппаратных решений, связанные с работой по осваиванию темы deep learning'а. Ну и затронем немного теории.

Итак, кто не против, чтобы одежду ему подбирала программа, машина, нейросеть?

Любой набор изображений возможно проанализировать с помощью метода главных компонент. Этот метод уже довольно успешно применяется при распознавании лиц. Мы же попробуем использовать его на примере женских платьев.

Логистическая регрессия является одним из статистических методов классификации с использованием линейного дискриминанта Фишера. Также она входит в топ часто используемых алгоритмов в науке о данных. В этой статье суть логистической регрессии описана так, что она станет понятна даже людям не очень близким к статистике.

С 19 по 25 июля проходил хакатон Deephack, где участники улучшали алгоритм обучения с подкреплением на базе Google Deepmind. Цель хакатона — научиться лучше играть в классические игры Atari (Space Invaders, Breakout и др.). Мы хотим рассказать, почему это важно и как это было.

Авторы статьи: Иван Лобов IvanLobov, Константин Киселев mrKonstantin, Георгий Овчинников ovchinnikoff.
Фотографии мероприятия: Мария Молокова, Политехнический музей.

Почему хакатон по обучению с подкреплением это круто:

• Это первый в России хакатон с использованием глубокого обучения и обучения с подкреплением;
• Алгоритм Google Deepmind — одно из последних достижений в области обучения с подкреплением;
• Если вас интересует искусственный интеллект, то эта тема — очень близка к этому понятию (хотя мы сами и не хотели бы называть это ИИ).

Эта статья — обзор, компиляция из нескольких источников, полный список которых я приведу в конце. Отбор фич (feature selection) — важная составляющая машинного обучения. Поэтому мне захотелось лучше разобраться со всевозможными его методами. Я получила большое удовольствие от поиска информации, чтения статей, просмотра лекций. И хочу поделиться этими материалами с вами. Я постаралась написать статью так, чтобы она требовала минимальных знаний в области и была доступна новичкам.

В июле всех порадовала статья про deep dream или инцепционизм от Google. В статье подробно рассказывалось и показывалось как нейронные сети рисуют картины и зачем их заставили это делать. Вот эта статья на хабре.

Теперь все, у кого настроена среда caffe, кому скучно и у кого есть свободное время могут сделать собственные фотки в стиле инцепционизм. Одна проблема — почти на всех фотках получаются собаки. Как же избавится от элементов с псами в изображениях deep dream и обучить свою нейронную сеть пользоваться другими картинками?

На хабре уже есть множество статей, посвященных распознаванию образов методами обучения машин, таких как нейронные сети, машины опорных векторов, случайные деревья. Все они требуют значительного количества примеров для обучения и настройки параметров. Создание обучающей и тестовой баз изображений адекватного объема для них — весьма нетривиальная задача. Причем речь идет не о технических трудностях сбора и хранения миллиона изображений, а об извечной ситуации, когда на первом этапе разработки системы у вас есть полторы картинки. Кроме того, следует понимать, что состав обучающей базы может влиять на качество получающейся системы распознавания больше, чем все остальные факторы. Несмотря на это, в большинстве статей этот немаловажный этап разработки полностью опущен.

Если вам интересно узнать про все это — добро пожаловать под кат.

Не далее, как в прошлую пятницу у меня было интервью в одной компании в Palo Alto на позицию Data Scientist и этот многочасовой марафон из технических и не очень вопросов должен был начаться с моей презентации о каком-нибудь проекте, в котором я занимался анализом данных. Продолжительность — 20-30 минут.

Data Science — это необъятная область, которая включает в себя много всего. Поэтому, с одной стороны, есть из чего выбрать, но, с другой стороны, надо было подобрать проект, который будет правильно воcпринят публикой, то есть так, чтобы слушатели поняли поставленную задачу, поняли логику решения и при этом могли проникнуться тем, как подход, который я использовал может быть связан с тем, чем они каждый день занимаются на работе.

За несколько месяцев до этого в эту же компанию пытался устроиться мой знакомый индус. Он им рассказывал про одну из своих задач, над которой работал в аспирантуре. И, навскидку, это выглядело хорошо: с одной стороны, это связано с тем, чем он занимается последние несколько лет в университете, то есть он может объяснять детали и нюансы на глубоком уровне, а с другой стороны, результаты его работы были опубликованы в рецензируемом журнале, то есть это вклад в мировую копилку знаний. Но на практике это сработало совсем по-другому. Во-первых, чтобы объяснить, что ты хочешь сделать и почему, надо кучу времени, а у него на всё про всё 20 минут. А во-вторых, его рассказ про то, как какой-то граф при каких-то параметрах разделяется на кластеры, и как это всё похоже на фазовый переход в физике, вызвал законный вопрос: «А зачем это надо нам?». Я не хотел такого же результата, так что я не стал рассказывать про: «Non linear regression as a way to get insight into the region affected by a sign problem in Quantum Monte Carlo simulations in fermionic Hubbard model.»

Я решил рассказать про одно из соревнований на kaggle.com, в котором я участвовал.

Сегодня я бы хотел рассказать о появившемся в версии 1.2 новом пакете, получившем название spark.ml. Он создан, чтобы обеспечить единый высокоуровневый API для алгоритмов машинного обучения, который поможет упростить создание и настройку, а также объединение нескольких алгоритмов в один конвейер или рабочий процесс. Сейчас на дворе у нас версия 1.4.1, и разработчики заявляют, что пакет вышел из альфы, хотя многие компоненты до сих пор помечены как Experimental или DeveloperApi.

Ну что же, давайте проверим, что может новый пакет и насколько он хорош.

Эта статья продолжает цикл об особенностях, слабых сторонах и непосредственно о распознавании популярных капчей.
В предыдущей публикации мы затронули готовое решение KCAPTCHA, которое несмотря на неплохую защищенность было распознано без сколько-нибудь серьезной предварительной обработки и сегментации, обычным многослойным персептроном.

Теперь на очереди кириллическая Яндекс капча, с которой, уверен, многие из нас отлично знакомы.

Итак, мы имеем такую капчу:

Многие люди сталкиваются с вопросом покупки или продажи недвижимости, и важный критерий здесь, как бы не купить дороже или не продать дешевле относительно других, сопоставимых вариантов. Простейший способ — сравнительный, ориентироваться на среднюю цену метра в конкретном месте и экспертно добавляя или снижая проценты от стоимости за достоинства и недостатки конкретной квартиры. Но данный подход трудоемок, неточен и не позволит учесть все многообразие отличий квартир друг от друга. Поэтому я решил автоматизировать процесс выбора недвижимости, используя анализ данных путем предсказания «справедливой» цены. В данной публикации описаны основные этапы такого анализа, выбрана лучшая предиктивная модель из восемнадцати протестированных моделей на основании трех критериев качества, в итоге лучшие (недооцененные) квартиры сразу помечаются на карте, и все это используя одно web-приложение, созданное с помощью R.

Введение

Модели естественных вычислений широко применяются в современной науке. Область их применения очень обширна, они используются для решения задач моделирования, искусственного интеллекта, распознавания образов, управления.

Одним из наиболее распространенных методов естественных вычислений являются генетические алгоритмы. Чтобы лучше разобраться, как эти алгоритмы устроены и как работают, было решно воспроизвести один из таких алгоритмов — генетический. Для того, чтобы применять какой-либо метод для решения конкретных задач этот метод необходимо освоить. Поэтому генетический алгоритм, рассмотренный в данной работе, не решает никакой конкретной задачи. Главными являются одновременно процесс и результат работы по созданию программы по моделированию и визуализации работы генетического алгоритма. Важен полученный программистский опыт.
Программа моделирует поведение популяции самых примитивных живых организмов. Эта программа вряд ли будет иметь какое-либо практическое применение, но она наглядно иллюстрирует принцип работы генетических алгоритмов.

Моделирование работы генетического алгоритма, в котором естественный отбор определяется условиями среды

Моделирование – метод научного познания объективного мира через построение и изучение моделей.

Визуализация – один из наиболее удобных для человека способов представления информации. Человеку удобнее воспринимать информацию, если она представлена графически, а не в виде большого массива ничего не значащих чисел, поэтому важной частью работы является графическое представление алгоритма.

Прежде чем использовать какой-либо метод, его нужно изучить и апробировать сначала на относительно простой задаче возможно несколько раз. Для программиста таким изучением является написание конкретных программ.

Для работы выбран язык программирования C++, так как этот язык является мощным, проверенным временем языком программирования. C++ получил широкое распространение среди программистов. Для визуализации использована открытая графическая библиотека OpenGL.

Данная статья представляет перевод главы, обучающей работе с текстовыми данными, из официальной документации scikit-learn.

Цель этой главы — это исследование некоторых из самых важных инструментов в scikit-learn на одной частной задаче: анализ коллекции текстовых документов (новостные статьи) на 20 различных тематик.
В этой главе мы рассмотрим как:

• загрузить содержимое файла и категории
• выделить вектора признаков, подходящих для машинного обучения
• обучить одномерную модель выполнять категоризацию
• использовать стратегию grid search, чтобы найти наилучшую конфигурацию для извлечения признаков и для классификатора

Выражаем большое спасибо за подготовку статьи Евгению Григоренко, Microsoft Student Partner, за помощь в написании данной статьи. Остальные наши статьи по теме Azure можно найти по тегу azureweek

Дайте я угадаю, Вы, как и я, уже пару месяцев горите идеей гениального приложения. Помимо своей основной функциональности, в идеальном мире оно просто обязано обладать множеством дополнительных возможностей, например, идентифицировать пользователя (или кота) по его фотографии с фронтальной камеры или понимать команды на естественном языке. Или сделать второй How-Old (который был сделан как раз на Оксфорде).

Но все мы знаем печальную истину. Многое возможно только с пользованием сложных алгоритмов машинного обучения, которых у нас совершенно нет времени изучать. И именно это останавливает от разработки, так как без таких инноваций мы совершенно затеряемся среди аналогов. Но решение этой проблемы есть, и имя ему Microsoft Project Oxford. Если вы хотите узнать, как Microsoft Project Oxford может упростить Вашу жизнь и сделать Ваши приложения по-настоящему интеллектуальными, то добро пожаловать под кат.