Нейросети в понимании - это увлекательная, но пока малопонятная многим. А между тем, сервисы на основе нейронных сетей уже помогают людям в будничных задачах - обработке фото, обработке данных, программировании, дизайне и многом другом. Что такое нейросети, для чего они нужны и как служат людям, а также о перспективах развития - читайте в нашем обзоре.
Немного предыстории
Разработки начинаются с выхода в 1943 году научной статьи Уоррена Маккалока и Уолтера Питтса. В ней авторы рассказали о создании компьютерной модели нейронной сети, в основе которой лежали алгоритмы и теория работы мозга человека. Далее эту мысль поддержал нейропсихолог из Канады Дональд Хебб. Он издал книгу с названием «Организация поведения», в которой он рассказывал про нейросети и описывал систему ее обучения.
Через восемь лет, в 1957 году американский ученый Фрэнк Розенблатт представляет персептрон – математическую модель работы мозга человека. В 1960 году публике было показано электронное устройство, способное различать предметы на бумаге, рисунки. «Зрение» осуществлялось при помощи нескольких камер.
Но в 1969 году создание нейронных сетей было подвержено критике учеными Сеймуром Пейпертом и Марвином Минским. Они издают книгу «Перцептроны», в которой жестко критиковались все научные разработки в области нейросетей. Авторы утверждали, что созданию работающей модели препятствуют недостаточные мощности персональных компьютеров, а также невозможность созданий алгоритма «Исключающее ИЛИ». Таким образом, массовый интерес к нейронным сетям угас.
Но ученые продолжали работы в этой сфере. Так в 1974 году Пол Джон Вербос описывает «Метод обратного распространения ошибки». Параллельно и независимо с ним этот метод разрабатывает советский и российский ученый Алекксандр Галушкин. В 1980 году Кунихика Фукусима предлагает Неокогнитрон. Это иерархическая, искусственно созданная сеть, которая способна распознавать предметы и образы. Через два года Джон Джозеф Хопфилд приходит к двусторонней передаче данных между нейронами одной сети. Это продвинуло разработки в этой сфере еще на один шаг.
Начиная с 1990 года, ведутся работы над созданием процесса машинного обучения, и уже в 2007 году Д. Хинтон разрабатывает «глубокое обучение». Это позволило использовать нейронные сети в социальных областях, например, распознавание нейросетью фото и лиц.
Что такое нейросеть по своей сути
В процессе разработки НС ученые взяли за основу принцип работы человеческого мозга. А точнее алгоритм передачи данных между нейронами, которые соединены синаптической связью. В компьютерной модели роль нейронов играют несложные микропроцессоры. Для полноценной работы они собираются в одну сеть и способны решать сложные задачи.
Несмотря на скачок в области разработки НС, даже нейронная сеть, созданная искусственным путем, будет меньше человеческого мозга. «Серое вещество» людей содержит порядка 86 миллиардов нейронов. Добиться такого показателя в искусственном интеллекте пока невозможно.
Как работает
Распространенная нейросеть – персептрон. Она, к примеру, определяет, животное на рисунке кошка или нет. Персептрон структурно состоит из трех слоев нейросвязей:
сенсорные, ассоциативные, реагирующие. Первые – воспринимают сведения, вторые – обрабатывают ее по заданным алгоритмам, третьи – выдают пользователю результат.
Структура НС – набор отдельных процессоров. Они собраны в одну сеть и «общаются» между собой в двустороннем порядке. Отличие искусственного разума от общепринятых алгоритмов – обучение.
Достоинства и недостатки нейронных сетей
- Игнорирование ненужной информации. Пример: вы на улице разговариваете по телефону. Вас окружают люди, транспорт, шум города, но сосредоточены только на разговоре с собеседником, и посторонние звуки практически не мешают. После обучения нейросети ведут себя также, отметая ненужные сведения.
- Сохранение работоспособности при утере отдельных компонентов. Пример: человек в результате несчастного случая потерял фалангу пальцу. Однако он не утратил способность заниматься повседневными делами, так как нагрузка теперь распределятся между оставшимися пальцами. Такая же ситуация происходит и с НС. Утеря отдельных процессоров не мешает ей правильно работать и выдавать нужный результат.
- Скорость вычислений. Скорость решения задач обусловлено наличием множества микропроцессоров, которые связаны в одну сеть. Поэтому решение одной и той же задачи быстрее будет достигнуто нейросетью, чем стандартным методом.
Несмотря на положительные моменты работы НС, доверить им решение главных задач нельзя, так как это машина. Сети используют в качестве дополнительного инструмента. И этому причины:
- итог будет относительным. Из-за этого доверить нейросетям управление стратегическими объектами или решение других глобальных задач нельзя;
- нейроны в сети работают независимо от поведения соседних. Например, решение уравнения, где последующий шаг зависит от ответа предыдущего результата, для НС недоступно.
Области применения
Нейронные сети применяются во разных сферах. Чаще всего это:
- классификация. Нейросеть устанавливает, к какой группе относится исследуемый объект, согласно алгоритмам. Например, НС соотносят возможности клиента банка по разным категориям для оценки его кредитного потенциала;
- распознавание. Это популярная функция НС на сегодня. Здесь используются нейросети, которые улучшают качество фото, лица или картинки;
- прогнозирование. НС предсказывают поведение факторов, на основе предварительной информации. Например, поведение фондовых акций в течение определенного времени.
Естественно, только этими областями нейронные сети не ограничиваются. Они используются в поисковых системах Яндекс, Гугл, социальных площадках. Использование машинного обучения повышает релевантность поисковой выдачи. Алгоритмы отбора и работы ИНС обновляются за счет миллионов поисковых фраз пользователей. Нейронными сетями также пользуются математики, программисты, разработчики ПО.
Виды нейросетей
В состав каждой НС входит начальный или первый слой нейронов, отвечающий за принятие и распределение электронного сигнала по остальным ветвям сети. Это свойства объединяет все ИНС. Различия основываются на дальнейших действиях разных типов нейронных сетей. То есть, на структуре и законе взаимодействия между нейронами остальных уровней.
Однонаправленные
Структура этих ИНС заключается в движении импульса от первого слоя к конечному. Нейронные сети этого типа используются для создания прогнозов, классификации объектов по признакам или распознавания.
Принцип работы схож с работой человеческого мозга. Например, разум, вспоминая признаки кошки, анализирует изображение. Чтобы убедиться, что на рисунке кошка, у нее должны быть 4 лапы, хвост, усы. Также походящий размер туловища, шерсть. Животное может иметь разный окрас, но это не дает человеку повода воспринимать его как кошку.
По этому принципу работают однонаправленные НС. В их алгоритм изначально заложено признаки животного. На выходе нейронная сеть, пропустив первичное изображение через сеть нейронов, даст итоговое решение: считается ли животное кошкой или нет. В алгоритм программы могут быть записаны другие параметры: форма лап, головы, длина шести и другие.
Рекуррентные
Слои в прямонаправленных нейронных сетях не способны запоминать решения предыдущих, так как движение сигнала идет в одну сторону. По принципу работы они похожи на решение сложных задач по алгоритмам.
В процессе обучения сети прямого направления с большой вероятностью определят что изображено на картинке – кошка или другое животное. И каждый такой анализ будет осуществляться с начала, то есть весь цикл будет проводиться «с нуля».
Рекуррентные НС имеют память. Таким образом, проводится взаимосвязь между текущей задачей и той, которую решали ранее. Например, такая сеть сравнит изображение кошки, которое «видит» в данный момент с тем, что «видела» раньше.
ИНС этого типа не применяют для распознавания. По большей части они используются в системах, где требуется генерация последовательностей. Например, переводчики, где требуется анализ лексики. В процессе обучения нейросеть научится «читать» текст и подбирать перевод, соответствующий стилю и направленности оригинального запроса.
Точки развития нейросетей
Благодаря способности обучаться нейросети научатся рисовать, читать, работать с текстами. Уже сегодня они способны выполнять работу копирайтера, редактора, корректора. Следующими на очереди станут администраторы пабликов, блогеры, сотрудники технической поддержки клиентов и колл-центров.
Также нейронные сети станут незаменимы в:
- сельскохозяйственной сфере. Например, после сканирования земельного участка ИИ примет решение о поливе, прополке, внесении удобрения;
- медицина. «Майкрософт» уже сегодня запустил программу по борьбе с раком на основе нейронных сетей. Таким образом, они пытаются оцифровать процесс возникновения и развития раковой опухоли;
- маркетинг. Каждый сталкивался с таким моментом, когда программа сама определяет контент для пользователя. В недалеком будущем машины будут самостоятельно определять потребности каждого юзера;
- e-commerce. Тенденция развития нейросетей предполагает, что скоро не потребуются действия человека, например, для перехода по ссылке или совершения моментальной покупки на интернет-ресурсах.
Онлайн нейросети для фото
Не у каждого пользователя есть установленный графический редактор. Тем более, что не каждый юзер хочет разбираться в тонкостях работы с ним. Сегодня мы подобрали ресурсы, основанные на работе с нейронными сетями.
Это бесплатная нейросеть популярна среди копирайтеров, блогеров, дизайнеров. Она быстро убирает фон с любого изображения. Таким образом, пользователь вставит предмет, свое фото или изображение животного в другой документ, фотографию.
Для получения картинки с разрешением до 0,25 мегапикселей загрузите исходный файл. Чтобы получить фото с изображением до 25 мегапикселей потребуется регистрация и один кредит. Подписка на 40 кредитов обойдется пользователю в 579 рублей в месяц.
Разработчики Remowe.bg не стали останавливаться на удалении фона и предложили новый продукт. Теперь пользователь может удалить фон в видеоролике. Ресурс подойдет блогерам, дизайнерам, SMM-менеджерам для создания собственного видеоконтента, а также начинающим артистам и монтажерам.
В бесплатном режиме пользователю доступно для скачивания только Gif-формат или animated png. При покупке pro-пакета юзеру станет доступны следующие инструменты: загрузка ролика до 5:16 минут, скачивание видео в MP4, аудиосопровождение, отсутствие водяного знака на конечном файле.
Стоимость обработки 15 минут видео при pro-подписке обойдется пользователю 2999 в месяц. Для единоразового пользования сервисом есть калькулятор, который сам рассчитает стоимость обработки ролика.
Это относительно бесплатная нейросеть для генерации фотографии. Подойдет для использования контент-менеджерам, дизайнерам, SMM-менеджерам и блогерам.
Платформа обладает функциональной частью и инструментарием. Здесь гендерная принадлежность, цвет кожи, возраст и другие параметры.
Для создания и скачивания картинки в небольшом разрешении с водяным знаком достаточно зарегистрироваться. Опытным юзерам, которым необходима картинка без надписей, доступна подписка за 19,99$ в месяц. При получении подписки пользователю станут доступны: скачивание 15 изображений с разрешением 1024х1024 в jpg-формате и прозрачным фоном, разрешение на коммерческое использование и другие полезные фичи.
Платформа для создания фейкового видео. Нейронная сеть преобразует фотографию в анимированное видео. Работает программа при помощи телеграм-бота. Ресурс будет интересен всем. Это дизайнеры, аниматоры, видеомонтажеры.
Для обработки одной минуты видео НС требуется примерно 7 минут обработки. Из-за этого на канале бывают очереди. Для работы достаточно загрузить фотография и видео. Далее нейронная сеть самостоятельно подскажет время ожидания.
Платформа имеет бесплатную основу.
Программа применяется для создания собственного логотипа компании. Подойдет владельцам компаний, ИП, самозанятым. Для работы требуется ввести название компании, выбрать цветовую схему и дополнительные инструменты. Нейросеть, основываясь на первоначальных сведениях, выдаст готовый результат в нескольких вариациях.
Для скачивания готовых логотипов нужно купить подписку. Средняя ее стоимость – 96 долларов в год. Одноразовое скачивание готового файла стоит 20$.
Программа на основе ИИ, которая делает цветными черно-белые фото и видео. Платформа пригодиться пользователям, которые хотят освежить старые семейные фото, а также контент-менеджерам, блогерам и дизайнерам.
В бесплатной версии пользователю доступно для обработки обработать пятьдесят черно-белых картинок. В платной версии это количество увеличивается до нескольких тысяч, а также становятся доступными: восстановление, удаление шумов и другие полезные процедуры. Стоимость pro-аккаунта стоит 99 долларов.
Если вам известны другие интернет-ресурсы, работающие по алгоритмам нейросетей, делитесь с нами в комментариях.
