یادگیری ماشینی چیست ؟

یادگیری ماشینی چیست ؟

یادگیری ماشینی چیست ؟ این عبارتی است که اخیرا بسیار شنیده می شود ولی بسیاری از مردم از

معنی دقیق آن آگاهی ندارند. برخی فکر می کنند که یک برنامه ساده هنگامی که بر روی یک کامپیوتر

نصب می شود کامپیوتر به اصطلاح یاد می گیرد اما این تعریف نا درست است. یادگیری ماشینی کاربردی

از هوش مصنوعی (AI) است که به سیستم ها امکان یادگیری و پیشرفت خودکار با کسب کردن تجربه را

بدون برنامه ریزی صریح فراهم می کند. یادگیری ماشینی برای توسعه برنامه های رایانه ای است که

می توانند به داده ها دسترسی پیدا کرده و از آن برای یادگیری خود استفاده کنند.

کارایی یادگیری ماشینی چیست ؟

بخاطر تکنولوژی های محاسباتی و قدرت بالای کامپیوتر هایی که امروزه در دسترس قرار دارند یادگیری

ماشینی که امروز ما می شناسیم با یادگیری که در گذشته بود متفاوت است. این فناوری جدید نیست اما به

تازگی فرصت این را پیدا کرده تا شکوفا شود. این فناوری از دل تشخیص الگو و این ایده که کامپیوتر ها

بدون برنامه ریزی دقیق می توانند یاد بگیرند و یک وظیفه مشخص را انجام دهند، زاده شد. محققانی که به

رشته هوش مصنوعی علاقه داشتند می خواستند ببینند که کامپیوتر ها می توانند از داده ها به صورت مستقل

یاد بگیرند.جنبه تکراری یادگیری ماشینی مهم است زیرا مدل ها در معرض داده های جدید هستند ، وقادر به

سازگاری به صورت مستقل هستند. آنها از محاسبات قبلی یاد می گیرند که بتوانند تصمیمات و نتایج قابل اعتماد

و قابل تکرار بگیرند. فرایند یادگیری با مشاهدات و یا داده ها مانند، تجربه کردن مستقیم یا گرفتن دستورالعمل ها

شروع می شود تا به دنبال الگوهایی در داده ها  باشد و تصمیم گیری های بهتری در آینده بر اساس مثالهایی که

ارائه می دهیم انجام دهد. هدف اصلی این است که کامپیوترها بدون دخالت یا کمک انسان یاد بگیرند و اقدامات

خود را بر این اساس تنظیم کنند.

دلیل مهم بودن یادگیری ماشینی چیست ؟

چیزهایی مثل رشد حجم و انواع داده های در دسترس، پردازش محاسباتی که ارزان تر و قدرتمند تر است،

و ذخیره سازی داده مقرون به صرفه، دلایلی است که علاقه مندی مجدد به یادگیری ماشین را مانند داده کاوی

و تجزیه و تحلیل بیزی، بیش از پیش کرده.همه این موارد بدان معنی است که حتی در مقیاس بسیار بزرگ

می توان به سرعت و به صورت خودکار مدل هایی تولید کرد که بتوانند داده های بزرگتر ، پیچیده تر را

تجزیه و تحلیل کرده و نتایج سریعتر و دقیق تری را ارائه دهند و با ایجاد مدل های دقیق ، یک سازمان

شانس بهتری برای شناسایی فرصت های سودآور و جلوگیری از خطرات ناشناخته  دارد. برای ایجاد

سیستم های یادگیری ماشین خوب باید قابلیت های آماده سازی داده ها، الگوریتم های پایه ای  و پیشرفته،

اتوماسیون و فرآیندهای تکراری، مقیاس پذیری و مدل سازی کلی را در نظر گرفت.

چه مجموعه هایی از یادگیری ماشینی استفاده می کنند؟

بیشتر صنایعی که با مقادیر زیادی از داده کار می کنند ، ارزش فن آوری یادگیری ماشین را به خوبی می دانند.

با جمع آوری بینش از این داده ها که غالباً در زمان واقعی اتفاق می افتد سازمان ها قادر هستند نسبت به رقبا

کارآمد تر و یا برتر باشند.

مجموعه های مالی

مجموعه های مالی مانند بانک ها و بیمه ها یکی از ارگان هایی هستند که از این فناوری استفاده می کنند. این

مراکز عمدتا به دو دلیل از یادگیری ماشینی استفاده می کنند: برای شناسایی بینشهای مهم در داده ها و جلوگیری

از کلاهبرداری. این اطلاعات می تواند فرصت های سرمایه گذاری را شناسایی کند  ، یا به سرمایه گذاران کمک

کند تا بدانند چه زمان تجارت کنند. داده کاوی همچنین می تواند مشتریانی را که دارای پروفایل های پر ریسک

هستند شناسایی کنند ، یا از نظارت سایبری برای مشخص کردن علائم هشدار دهنده کلاهبرداری استفاده کنند.

دولت

دولت ها ارگان های بعدی هستند که از یادگیری ماشین استفاده می کنند. آژانسهای دولتی مانند امنیت عمومی

و خدمات عمومی نیاز ویژه ای به یادگیری ماشین دارند زیرا از چندین منبع داده ای برخوردار هستند که

می توانند برای برنامه های آینده از آنها استخراج شوند. به عنوان مثال ، تجزیه و تحلیل داده های سنسور ،

روش های افزایش بهره وری و پس انداز پول را مشخص می کند. یادگیری ماشینی همچنین می تواند به

تشخیص کلاهبرداری و به حداقل رساندن سرقت هویت کمک کند.

بخش بهداشت و سلامت

بهداشت و سلامت هم بخشی است که در حال استفاده از ML یادگیری ماشینی به لطف ظهور دستگاه های پوشیدنی

و حسگرها که می توانند از داده ها برای ارزیابی سلامت یک بیمار در زمان واقعی استفاده کنند. این فناوری

همچنین می تواند به متخصصان پزشکی کمک کند تا داده ها را تجزیه و تحلیل کنند تا روندها  را شناسایی کنند

که ممکن است منجر به بهبود تشخیص و درمان شود.

خرده فروشی

وب سایت هایی که مواردی را که ممکن است بر اساس خریدهای قبلی دوست داشته باشید توصیه می کنند ،

از دستگاه یادگیری برای تجزیه و تحلیل تاریخ خرید خود استفاده می کنند. خرده فروشان برای گرفتن اطلاعات،

تجزیه و تحلیل و استفاده از آن برای شخصی سازی یک تجربه خرید ، پیاده سازی یک بازاریابی بازاریابی،

بهینه سازی قیمت ، برنامه ریزی عرضه کالا و برای بینش مشتری به یادگیری ماشین متکی هستند.

فراورده های نفتی و گازی

شاید از خودتان بپرسید که استفاده یادگیری ماشینی در صنعت نفت و گاز چیست ؟ یافتن منابع انرژی جدید.

تجزیه و تحلیل مواد معدنی موجود در زمین. پیش بینی خرابی سنسور پالایشگاه. پخش ساده روغن برای کارآمدتر

و مقرون به صرفه تر بودن آن. تعداد موارد استفاده از یادگیری ماشین برای این صنعت بسیار گسترده است که هنوز

هم در حال گسترش است.

حمل و نقل

تجزیه و تحلیل داده ها برای شناسایی الگوها و روندها ،یک امر مهم در صنعت حمل و نقل است که به کارآمدتر

شدن مسیرها و پیش بینی مشکلات احتمالی برای افزایش سودآوری تکیه دارد. تجزیه و تحلیل داده ها و جنبه های

مدل سازی یادگیری ماشین ابزار مهمی برای شرکت های تحویل ، حمل و نقل عمومی و سایر سازمان های

حمل و نقل است.

متد های یادگیری ماشینی 

یادگیری نظارت شده (Supervised learning )

الگوریتم یادگیری مجموعه ای از ورودی ها را با خروجی های صحیح مربوطه دریافت می کند ، و الگوریتم با

مقایسه خروجی واقعی خود با خروجی های صحیح برای پیدا کردن خطاها می آموزد. سپس مدل را بر این اساس

اصلاح می کند. از طریق روشهایی مانند طبقه بندی ، رگرسیون ، پیش بینی و افزایش شیب ، یادگیری نظارت شده

از الگوهای استفاده می کند تا مقادیر برچسب را بر روی داده های بدون برچسب اضافی پیش بینی کند.

یادگیری نیمه نظارت شده (Semi-supervised learning)

یادگیری نیمه نظارت شده برای برنامه های مشابه یادگیری نظارت شده استفاده می شود. اما برای آموزش از داده های

دارای برچسب و بدون برچسب استفاده می کند یادگیری نیمه نظارت شده هنگامی مفید است که هزینه های مربوط به

برچسب زدن بسیار بالا باشد تا بتواند یک فرایند آموزش کاملاً برچسب خورده را فراهم کند. نمونه های اولیه این متد

شامل شناسایی چهره شخص در وب کم است.

یادگیری بدون نظارت (Unsupervised learning)

یادگیری بدون نظارت در برابر داده هایی استفاده می شود که هیچ برچسب ثبت شده ای ندارند.در این حالت به سیستم

“جواب درست” گفته نمی شود. الگوریتم باید مشخص کند آنچه نشان داده شده استدر ست است یا خیر و به بیان دیگر

آن را درک کند. هدف این است که داده ها را کشف کرده و ساختار درون آن پیدا کنیم. یادگیری بدون نظارت بر روی

داده های معامله ای کار می کند.

یادگیری تقویت شده (Reinforcement learning)

یادگیری تقویت شده اغلب برای روباتیک ، بازی و ناوبری استفاده می شود. با یادگیری تقویت ، الگوریتم از طریق

آزمایش و خطا کشف می کند که عملکردها بیشترین پاداش را کسب می کنند. این نوع یادگیری دارای سه مؤلفه اصلی

است: عامل (یادگیرنده یا تصمیم گیرنده) ، محیط (هر کاری که عامل با آن تعامل دارد) و اقدامات (آنچه عامل می تواند

انجام دهد). هدف این است که عامل اقداماتی را انتخاب کند که پاداش مورد انتظار را در مدت زمان مشخصی به

حداکثر برساند. عامل با پیروی از یک سیاست خوب ، خیلی سریعتر به هدف می رسد. بنابراین هدف در یادگیری

تقویت شده یادگیری بهترین خط مشی است.

پس می توانیم نتیجه بگیریم برای اینکه بگوییم یادگیری ماشینی چیست باید جنبه های مختلفی از کاربرد ها متد و روش ها

را در نظر بگیریم

هوش مصنوعی برنامه نویسی

هوش مصنوعی برنامه نویسی

برای ساختن یک هوش مصنوعی ابتدا باید دانست که از چه زبان های برنامه نویسی باید استفاده کرد.

هنگامی که با این زبان ها آشنایی داشته باشید می توانید از میان آنها بهترین را برای شروع پروژه

انتخاب کنید ، و بر مبنای آن شروع به نوشتن کد ها بکنید. هوش مصنوعی اکنون با تمام مزایایی که در

صدها مورد و موقعیت های کاربردی منحصر به فرد در اختیار شما قرار می دهد ، به بخشی جدایی

ناپذیر از زندگی روزمره ما تبدیل شده است ، لازم به ذکر نیست که چقدرکار ها را برای ما راحت تر

کرده است.

هوش مصنوعی و برنامه نویسی در دنیای امروز

با افزایش روند استفاده از هوش مصنوعی در سالهای اخیر ، هوش مصنوعی مسیری طولانی را برای

کمک به رشد مشاغل و دستیابی به پتانسیل های کامل خود در پیش گرفته است. این پیشرفت ها در

هوش مصنوعی بدون پیشرفت های اساسی در زبان های برنامه نویسی اساسی امکان پذیر نمی باشد.

با رونق در هوش مصنوعی ، نیاز به برنامه نویسان و مهندسین کارآمد و ماهر به همراه پیشرفت در

زبان های برنامه نویسی افزایش یافته است. در حالی که زبان های برنامه نویسی زیادی برای شروع

کار با AI وجود دارد ، هیچ زبان برنامه نویسی یک راه حل یک مرحله ای برای برنامه نویسی هوش –

مصنوعی نیست زیرا اهداف مختلف برای هر پروژه نیاز به یک رویکرد خاص دارد.

زبان های برنامه نویسی هوش مصنوعی

پایتون:

پایتون که در سال 1991 ایجاد شد ،در یک نظرسنجی نشان می دهد که بیش از 57٪ از توسعه دهندگان

به احتمال زیاد پایتون را نسبت به C ++ به عنوان زبان برنامه نویسی خود برای توسعه راه حل های AI

انتخاب می کنند. یادگیری آسان پایتون برای برنامه نویسان و دانشمندان داده به راحتی امکان ورود به

دنیای توسعه هوش مصنوعی را فراهم می کند.

به گفته گوییدو ون رزوم: پایتون آزمایشی است که نشان می دهد برنامه نویسان، به چه میزان آزادی نیاز دارند.

 اگر آزادی بسیار زیاد باشد  هیچ کس نمی تواند کد دیگران را بخواند. و اگر خیلی کم باشد صراحت کد نویسی در

معرض خطر قرار می گیرد. با پایتون ، شما نه تنها از پشتیبانی عالی جامعه و مجموعه گسترده ای از کتابخانه ها

برخوردار می شوید بلکه از انعطاف پذیری ارائه شده توسط زبان برنامه نویسی نیز بهره مند می شوید. برخی از

ویژگی هایی که ممکن است بیشترین بهره را از پایتون داشته باشید ، استقلال پلتفرم  و چهارچوبهای گسترده برای

یادگیری عمیق و یادگیری ماشین است. ون رزوم می گوید : لذت کد نویسی پایتون باید در دیدن کلاس های کوتاه ،

مختصر و خواندنی باشد که اکثر اقدامات را با مقدار کمی کد واضح بیان می کند  نه اینکه به صورت ردیف کد های

بی معنی باشد  که خواننده را به کام مرگ می کشاند.

برخی از محبوب ترین کتابخانه های پایتون :

• TensorFlow ، برای بارگیری از یادگیری ماشینی و کار با مجموعه داده ها
• scikit-learn، برای آموزش مدلهای یادگیری ماشین
• PyTorch ،برای دید رایانه و پردازش زبان طبیعی
• Keras، به عنوان واسط کد برای محاسبات و عملیات ریاضی بسیار پیچیده
• SparkMLlib، مانند کتابخانه یادگیری ماشینی Apache Spark ، یادگیری ماشین را با ابزارهایی مانند الگوریتم ها و برنامه های کاربردی آسان می کند
• MXNet، به عنوان یکی دیگر از کتابخانه آپاچی برای سهولت در کارکردن با یادگیری عمیق کاربرد دارد
• Theano، به عنوان کتابخانه برای تعریف ، بهینه سازی و ارزیابی عبارات ریاضی استفاده می شود
• Pybrain، برای الگوریتم های یادگیری قدرتمند ماشین استفاده می شود

همچنین ، پایتون با توجه به مشارکتهای مخازن GitHub از جاوا پیشی گرفته است و به رتبه دوم زبان برنامه نویسی

تبدیل شده است. در واقع ، Stack Overflow آن را “سریعترین رشد” زبان اصلی برنامه نویسی می نامد. “

java

جاوا یکی از بهترین زبان های برنامه نویسی است که وجود دارد و گواه آن 20 سال استفاده بهینه از این نرم افزار

می باشد. جاوا با دارا بودن رابط کاربری آسان، طبیعت انعطاف پذیر و استقلال پلتفرم ، برای توسعه هوش مصنوعی

از روش های مختلفی استفاده می کند:

• TensorFlow، لیست زبانهای برنامه نویسی پشتیبانی شده TensorFlow نیز شامل Java با API است. این پشتیبانی به اندازه سایر زبانهای کاملاً پشتیبانی شده از نظر ویژگی غنی نیست ، اما در آنجا وجود دارد و با سرعتی سریع بهبود می یابد.
• Deep Java Library، ساخته شده توسط آمازون برای ایجاد و استقرار توانایی های یادگیری عمیق با استفاده از جاوا.
• Kubeflow، Kubeflow استقرار آسان و مدیریت پشته های آموزش ماشین را روی Kubernetes تسهیل می کند ، و آمادگی استفاده از راه حل های ML را فراهم می آورد.
• OpenNLP، OpenNLP Apache یک ابزار یادگیری ماشین برای پردازش زبان طبیعی است.
• ● Java Machine Learning Library، Java-ML چندین الگوریتم یادگیری ماشین را در اختیار توسعه دهندگان قرار می دهد.
• Neuroph، Neuroph طراحی شبکه های عصبی را با استفاده از چارچوب منبع باز جاوا با کمک رابط کاربری گرافیکی Neuroph امکان پذیر می کند.

R

R توسط رز ایهاکا و رابرت جنتلمن ساخته شد و نسخه اول آن در سال 1995 راه اندازی شد. R در حال حاضر

توسط R Development Core Team نگهداری می شود ، R اجرای زبان برنامه نویسی S و کمک به توسعه

نرم افزار آماری و تجزیه و تحلیل داده ها است.

Prolog

این کلمه مختصر شده Logic Programming است ، Prolog برای اولین بار در سال 1972 ظاهر شد.

این یک ابزار جالب برای توسعه هوش مصنوعی ، به ویژه پردازش زبان طبیعی است. Prolog بهترین کار را

برای ایجاد chatbots انجام می دهد ، ELIZA اولین chatbot است که با Prolog ایجاد شده است و تاکنون

وجود داشته است.

Lisp

این کلمه مختصر List Processingمی باشد که دومین زبان برنامه نویسی قدیمی در کنار Fortran

است. لیپس که به عنوان یکی از بنیانگذاران هوش مصنوعی (AI) شناخته می شود ، توسط جان مک کارتی

در سال 1958 ساخته شد. Lisp به عنوان یک یادداشت عملی ریاضی برای برنامه ها ، به سرعت انتخاب

زبان برنامه نویسی AI برای توسعه دهندگان شد.  برخی از ویژگی ها در  Lisp وجود دارد که آن را به یکی

از بهترین گزینه ها برای پروژه های هوش مصنوعی در Machine Machine تبدیل می کند.

البته زبان های دیگری هم وجود دارند که در حوضه هوش مصنوعی و برنامه نویسی از آنها استفاده می شود

که ما به آنها اشاره نکرده ایم. اما باید بدانید که هر کدام از این زبان ها نقاط قوت و ضعفی دارند که با ترکیب

آنها می توان از این مشکلات کاهید همچنین شما باید مد نظر داشته باشید که بهد از برنامه نویسی باید با نرم افزار

های دیگری مثل مانگو دی بی پایگاه داده خود را بسارید و یک رابطه با آنها بر قرار کنید. در نهایت با استفاده

از مجموعه ای از این برنامه ها می توان هوش مصنوعی ساخت تا کار های مد نظرمان را انجام دهد و روز

به روز هم هوشمند تر شود .