Онлайн час в Google Meet
Лого на 91. НЕГ „Проф. Константин Гълъбов“

12. клас · Избираем модул · Урок 11

Въведение в AI. Видове задачи

Правила от човек срещу правила от данни; как се подреждат AI, машинно обучение и дълбоко обучение; класификация, регресия и клъстеризация — по какво се познават и как изглежда изходът.

От заявки към модели

Досега базата отговаряше само на въпроси, чийто отговор вече е в нея: „кои ученици имат среден успех над 5“ е SELECT с WHERE. От днес задаваме друг вид въпрос: „кой ученик ще има успех над 5 догодина“. Отговорът го няма в никоя таблица. Той трябва да се научи от миналите редове.

Изкуствен интелект (ИИ, AI)

Област от информатиката, която изгражда системи, изпълняващи задачи, изискващи човешка интелигентност — разпознаване, разбиране на език, вземане на решения, планиране.

Определението е широко нарочно. Полезният въпрос не е „мисли ли машината“, а „справя ли се машината със задача, за която досега е трябвал човек — и как измерваме това“. Целият останал курс стои върху втория въпрос.

Двата пътя към „умната“ програма

Във всяка написана от вас програма на C# правилата идват от вас. Ако трябва да разпознаете спам, сядате и измисляте условията: if (text.Contains("спечели")) …. Това е първият път — правила, написани от човек.

Вторият път е обратен. Показваме на програмата хиляда съобщения, обозначени от човек като „спам“ или „нормално“, и програмата сама намира закономерността. Никой не е написал условието — то е извлечено от данните. Това е машинното обучение (machine learning).

Правила от човекПравила от данни
Кой измисля правилатаПрограмистътАлгоритъмът, от примери
Какво е нужноЕксперт по задачатаМного обозначени примери
Разбираемо ли еДа — всяко правило се четеЧесто не — милиони числа
Когато светът се промениПренаписваме правилатаДообучаваме с нови данни
Силно приДДС, дневник, счетоводствоОбрази, реч, език, препоръки

Как се подреждат понятията

Изкуствен интелектМашинно обучениеДълбоко обучениеезикови модели,разпознаване на образи
Всяко дълбоко обучение е машинно обучение; всяко машинно обучение е изкуствен интелект. Обратното не е вярно.
  • Изкуствен интелект — най-широкото понятие. Включва и програма, изцяло построена от написани на ръка правила.
  • Машинно обучение — подмножество, при което системата намира закономерности в данни, вместо да получава правила.
  • Дълбоко обучение (deep learning) — машинно обучение с многослойни невронни мрежи. Тук са ChatGPT, разпознаването на реч и на лица. Работи от 2012 г. насам, защото се събраха три неща: много данни, видеокарти и нови алгоритми.

Първият въпрос към всяка задача

Преди да изберем инструмент, отговаряме на един въпрос: какво трябва да излезе от модела. Отговорът определя всичко останало — кой алгоритъм става, коя мярка показва успеха, какви данни трябват.

Класификацияизход: етикет от списъкспам / нормалноРегресияизход: числоцена: 142 000 лв.Клъстеризацияизход: номер на групаклиент → група 3Генерацияизход: нов обекттекст, изображение
Изходът определя типа на задачата — не темата, не данните.

Класификация

Моделът избира един етикет от предварително известен списък: спам / нормално; ще върне кредита / няма; кой от трите вида цвете.

Регресия

Моделът дава число от непрекъснат диапазон: цена, температура, време за доставка, брой посетители утре.

Клъстеризация

Разделяне на примерите на групи по прилика, без предварително зададени етикети. Изходът е номер на група; какво значи групата, тълкува човек.

По какво се различават

КласификацияРегресияКлъстеризация
ВъпросътКое от тези е?Колко е?Кои си приличат?
Изходътетикет от списъкчислономер на група
Има ли колона с отговорададане
Мярка за успехдял познатисредна грешкатрудно; преценка от човек
Пример от базатаще отпадне ли ученикъткакъв ще е успехътгрупи ученици по поведение

Разликата между класификация и регресия не е формална — тя сменя начина на оценяване. При класификация отговорът е верен или грешен. При регресия отговор 141 800 лв. при истинска цена 142 000 лв. не е „грешен“ — той е близък. Затова се мери средна грешка, а не процент познати.

С учител и без учител

Класификацията и регресията имат нещо общо: във всеки пример има колона с верния отговор, даден от човек или от историята. Това е обучение с учител (supervised learning). Клъстеризацията няма такава колона — алгоритъмът сам търси структура; това е обучение без учител (unsupervised learning).

Обозначаването струва труд: за медицински набор всяка снимка се преглежда от лекар. Затова в практиката често се тръгва от клъстеризация, за да се види какво изобщо има в данните, после се обозначава малка част и се обучава с учител.

Какво трябва да запомниш

  • При правилата от човек програмистът пише условията; при машинното обучение те се извличат от обозначени примери.
  • AI ⊃ машинно обучение ⊃ дълбоко обучение; генеративният AI е вид задача, а не ново ниво.
  • Типът на задачата се определя от изхода: етикет → класификация, число → регресия, група без етикети → клъстеризация.
  • Класификацията се мери с дял познати; регресията — със средна грешка; клъстеризацията — трудно, от човек.
  • Колона с отговора в данните → обучение с учител; без такава колона → без учител.