یادگیری عمیق چیست؟ آشنایی با مفهوم Deep Learning

یادگیری عمیق (Deep Learning)، به عنوان یک زیرشاخه از یادگیری ماشینی، توانسته است در سال‌های اخیر به‌عنوان یک ابزار قدرتمند در حوزه‌های مختلف، به‌ویژه در تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ و پردازش زبان طبیعی، ترجمه زبان، تشخیص پزشکی، و بسیاری از حوزه‌های دیگر به‌کار گرفته شود. این تکنولوژی نه‌تنها به ما امکان تفسیر خودکار ویژگی‌های داده را می‌دهد، بلکه امکان پیش‌بینی‌ها و تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه را هم فراهم می‌کند. در این مقاله از بلاگ آسا قصد داریم، یادگیری عمیق را بررسی کنیم. با ما همراه باشید.

یادگیری عمیق چیست؟

یادگیری عمیق نوعی یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی (AI) است که روشی را تقلید می‌کند که انسان برای یاد گرفتن یک دانش خاص به کار می‌برد. مدل‌های یادگیری عمیق را می‌توان برای انجام تسک‌هایی مانند طبقه‌بندی (Classification) و تشخیص الگوها در عکس‌ها، متن‌ها، صداها و سایر داده‌های مختلف آموزش داد. دیپ‌لرنینگ همچنین برای خودکارسازی کارهایی که معمولا به هوش انسانی نیاز دارند، مانند توصیف تصاویر یا رونویسی فایل‌های صوتی استفاده می‌شود.

یادگیری عمیق یک عنصر مهم در علم داده، در کارهایی مانند آمار و مدل‌سازی به منظور پیش‌‌بینی است. برای دانشمندان داده که وظیفه جمع‌آوری، تجزیه و تحلیل و تفسیر مقادیر زیادی از داده‌ها را بر عهده دارند، ریپ لرنینگ بسیار سودمند است و این فرایند را سریع‌تر و آسان‌تر می‌کند.

مانند مغز انسان که میلیون‌ها نورون به هم پیوسته دارد که برای یادگیری اطلاعات با هم کار می‌کنند، دیپ لرنینگ دارای شبکه‌های عصبی (Neural Networks) است که از لایه‌های مختلف گره‌های نرم‌افزاری ساخته شده‌اند و با هم کار می‌کنند. مدل‌های این نوع یادگیری، با استفاده از مجموعه بزرگی از داده‌های برچسب‌دار و معماری Neural Networks آموزش داده می‌شوند.

یادگیری عمیق کامپیوتر را قادر می‌سازد تا با مثال یاد بگیرد. برای درک بهتر مفهوم یادگیری عمیق، کودک نوپایی را تصور کنید که اولین کلمه‌اش سگ است. کودک نوپا با اشاره به اشیا و گفتن کلمه سگ یاد می‌گیرد که سگ چیست، و چه چیزی نیست. والدین می‌گویند: «بله، این سگ است» یا «نه، این سگ نیست.» همانطور که کودک نوپا همچنان به اشیا اشاره می‌کند، از ویژگی‌هایی که همه سگ‌ها دارند، بیشتر آگاه می‌شود. کاری که کودک نوپا بدون اینکه بداند انجام می‌دهد، یک انتزاع پیچیده را روشن می‌کند: مفهوم سگ. آن‌ها این کار را با ساختن سلسله مراتبی انجام می‌دهند که در آن هر سطح از انتزاع با دانشی که از لایه قبلی سلسله مراتب به دست آمده است، ایجاد می‌شود.

چرا یادگیری عمیق مهم است؟

یادگیری عمیق هم به مقدار زیادی داده برچسب‌دار و هم به قدرت محاسباتی نیاز دارد. اگر یک سازمان بتواند هر دو نیاز را برآورده کند، Deep Learning می‌تواند در زمینه‌هایی مانند دستیارهای دیجیتالی، تشخیص تقلب و تشخیص چهره استفاده شود. یادگیری عمیق همچنین دارای دقت تشخیص بالایی است که برای سایر کاربردهای بالقوه که در آن ایمنی عامل اصلی است، بسیار مهم است؛ مانند خودروهای خودران یا دستگاه‌های پزشکی.

یادگیری عمیق چگونه کار می‌کند؟

برنامه‌های رایانه‌ای که از یادگیری عمیق (Deep Learning) استفاده می‌کنند تقریبا همان فرایندی را طی می‌کنند که یک کودک نوپا طی آن یاد می‌گیرد که سگ را شناسایی کند.

برنامه‌های دیپ‌لرنینگ، دارای چندین لایه از گره‌های به هم پیوسته هستند که هر لایه بر اساس آخرین لایه، برای اصلاح و بهینه‌سازی پیش‌بینی‌ها و طبقه‌بندی‌ها ساخته شده است. یادگیری عمیق تبدیل‌های غیرخطی را در ورودی خود انجام می‌دهد و از آنچه یاد می‌گیرد برای ایجاد یک مدل آماری به عنوان خروجی استفاده می‌کند. تکرارها تا زمانی که خروجی به سطح قابل قبولی از دقت برسد ادامه پیدا می‌کند. تعداد لایه‌های پردازشی که داده‌ها باید از طریق آن‌ها عبور کنند، چیزی است که الهام‌بخش مفهوم «عمق»، در یادگیری عمیق است.

در یادگیری ماشین سنتی، فرایند یادگیری با نظارت است؛ به این معنی که زمانی که برنامه‌نویس به کامپیوتر می‌گوید باید به دنبال چه چیزهایی باشد تا تصمیم بگیرد که آیا یک تصویر حاوی سگ است یا نه، باید بسیار دقیق باشد. این یک فرایند پر‌زحمت است که استخراج ویژگی (Feature Extraction) نامیده می‌شود و میزان موفقیت کامپیوتر کاملا به توانایی برنامه‌نویس در تعریف دقیق مجموعه ویژگی برای سگ بستگی دارد. مزیت دیپ لرنینگ این است که برنامه ویژگی‌های تنظیم شده توسط خود را بدون نظارت ایجاد می‌کند.

در ابتدا، ممکن است داده‌های آموزشی برای برنامه کامپیوتری ارائه شود. به عنوان مثال مجموعه‌ای از تصاویر که یک انسان برای هر تصویر برچسب «سگ است» یا «سگ نیست» را در قالب متاتگ مشخص کرده است. در مرحله بعد، برنامه از اطلاعاتی که از طریق داده‌های آموزشی دریافت می‌کند برای ایجاد یک مجموعه ویژگی برای سگ و ساخت یک مدل پیش‌بینی‌کننده استفاده می‌کند. در این مورد، مدلی که کامپیوتر ابتدا ایجاد می‌کند ممکن است پیش‌بینی کند که هر چیزی در تصویری که دارای چهار پا و یک دم است، باید برچسب سگ داشته باشد؛ البته برنامه از برچسب چهار پا یا دم آگاه نیست و به سادگی به دنبال الگوهای پیکسل‌ها در داده‌های دیجیتال می‌گردد. با هر تکرار، مدل پیش‌بینی پیچیده‌تر و دقیق‌تر می‌شود.

برخلاف کودک نوپا که درک مفهوم سگ برای او، هفته‌ها یا حتی ماه‌ها طول می‌کشد، در عرض چند دقیقه می‌توان به یک برنامه کامپیوتری مبتنی بر الگوریتم‌ها، مجموعه‌ای آموزشی نشان داد و میلیون‌ها تصویر را مرتب‌سازی کرد و در نهایت آن را به جایی رساند که به‌طور دقیق تشخیص دهد که کدام تصاویر حاوی «سگ» هستند.

برای دستیابی به سطح قابل قبولی از دقت، برنامه‌های یادگیری عمیق نیاز به دسترسی به حجم عظیمی از داده‌های آموزشی و قدرت پردازشی دارند که هیچ‌کدام تا قبل از عصر کلان‌داده‌ها و رایانش ابری به راحتی در دسترس برنامه‌نویسان نبودند. از آنجایی که برنامه‌نویسی یادگیری عمیق این قابلیت را دارد که مدل‌های آماری پیچیده را مستقیما از خروجی تکرارشونده خود ایجاد کند، می‌تواند مدل‌های پیش‌بینی دقیقی را از مقادیر زیادی داده‌های بدون برچسب و بدون ساختار ایجاد کند.

روش‌های دیپ لرنینگ (Deep Learning)

برای ایجاد مدل‌های یادگیری عمیق قوی می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد. این تکنیک‌ها شامل کاهش نرخ یادگیری، انتقال یادگیری، آموزش از صفر و حذف تصادفی (Dropout) است. در ادامه هر کدام از این تکنیک‌ها را بررسی می‌کنیم.

تکنیک کاهش نرخ یادگیری (Learning Rate Decay) در دیپ لرنینگ

نرخ یادگیری مانند یک کنترل کننده برای یک سیستم یادگیری است. این پارامتر تصمیم می‌گیرد که هر بار که سعی می‌کند در یک کار بهتر شود، سیستم یادگیری ما چقدر باید تغییر کند. تصور کنید این کار مانند تنظیم اندازه گام‌هایی است که برای رسیدن به مقصد انجام می‌شود.

اگر میزان یادگیری خیلی بالا باشد، سیستم یادگیری ما ممکن است ناپایدار شود، مانند برداشتن گام‌های واقعا بزرگ و در نتیجه سکندری خوردن. همچنین ممکن است بهترین راه برای انجام کارها پیدا نشود.

از سوی دیگر، اگر میزان یادگیری خیلی کم باشد، فرایند یادگیری ممکن است زمان زیادی طول بکشد و این احتمال وجود دارد که گیر کند؛ مانند برداشتن گام‌های کوچک و سریع و به جایی نرسیدند.

کاهش نرخ یادگیری روشی برای بهبود این امر است. این مانند تنظیم دقیق اندازه گام‌هایمان در حین حرکت است تا بتوانیم سریع‌تر و بهتر یاد بگیریم. همچنین این تکنیک می‌تواند شامل کاهش تدریجی اندازه گام در طول زمان برای کمک به فرایند یادگیری باشد.

تکنیک انتقال یادگیری (Transfer Learning) در دیپ لرنینگ

تصور کنید یک سیستم هوشمند دارید که قبلا چیزهایی را یاد گرفته است. برای اینکه آن را در کارهای جدید حتی هوشمندتر کنید، با چیزهایی که قبلا ندیده است، داده‌های بیشتری به آن می‌دهید. سیستم خود را با استفاده از این اطلاعات جدید تنظیم می‌کند؛ بنابراین در مرتب‌سازی و درک چیزهای خاص بهتر می‌شود. نکته جالب این است که این روش به داده کمتری نیاز دارد و سریع‌تر است و به جای زمان طولانی، تنها چند دقیقه یا چند ساعت طول می‌کشد.

تکنیک آموزش از صفر (Training from Scratch) در دیپ لرنینگ

این رویکرد به یک توسعه‌دهنده نیاز دارد تا مجموعه بزرگی از داده‌های برچسب‌گذاری شده را جمع‌آوری کند و شبکه‌ای راه‌اندازی کند که الگوها و مدل‌ها را یاد بگیرد. این تکنیک برای کارهای جدید یا پیچیده با دسته‌بندی‌های زیاد عالی است. با این حال چندان تکنیک رایجی نیست، زیرا به حجم عظیمی از داده نیاز دارد و باعث می‌شود روند آموزش برای روزها یا حتی هفته‌ها ادامه داشته باشد.

تکنیک حذف تصادفی (Dropout) در دیپ‌لرنینگ

این روش با غیرفعال کردن تصادفی برخی از بخش‌های شبکه در حین آموزش، مشکل سازگاری بیش از حد را در شبکه‌های عصبی بزرگ حل می‌کند. مثل این است که به طور موقت قطعات خاصی را کنار بگذارید تا مطمئن شوید که شبکه خیلی روی جزئیات خاص متمرکز نمی‌شود. این روش حذف نشان داده است که باعث می‌شود شبکه‌های عصبی در وظایفی مانند درک گفتار، مرتب‌سازی اسناد و کار با زیست‌شناسی محاسباتی بهتر عمل کنند.

شبکه‌های عصبی یادگیری عمیق

نوعی از الگوریتم یادگیری ماشینی پیشرفته که به عنوان شبکه عصبی مصنوعی (ANN) شناخته می‌شود، زیربنای اکثر مدل‌های یادگیری عمیق است. در نتیجه ممکن است گاهی اوقات به عنوان یادگیری عمیق عصبی یا شبکه عصبی عمیق (DNN) هم شناخته شود. DDNها از لایه‌های ورودی، پنهان و خروجی تشکیل شده‌اند. گره‌های ورودی به عنوان یک لایه برای قرار دادن داده‌های ورودی عمل می‌کنند. تعداد لایه‌های خروجی و گره‌های مورد نیاز برای هر خروجی تغییر می‌کند. به عنوان مثال، خروجی‌های بله یا خیر تنها به دو گره نیاز دارند، در حالی که خروجی‌هایی با داده‌های بیشتر به گره‌های بیشتری نیاز دارند. لایه‌های پنهان، لایه‌های متعددی هستند که داده‌ها را پردازش کرده و به لایه‌های دیگر شبکه عصبی منتقل می‌کنند.

به طور کلی Neural Networks به اشکال مختلفی وجود دارند که شامل موارد زیر می‌شوند:

• شبکه‌های عصبی بازگشتی (Recurrent Neural Networks)
• شبکه‌های عصبی پیچشی (Convolutional Neural Networks)
• ANNها و فید (ANNs and feed)
• شبکه‌های عصبی رو به جلو (Forward Neural Networks)

هر نوع از این شبکه‌ها مزایایی برای موارد استفاده خاص دارد. با این حال، همه آن‌ها تا حدودی مشابه کار می‌کنند؛ با تغذیه داده‌ها و اجازه دادن به مدل تا برای خود تشخیص دهد که آیا تفسیر یا تصمیم درستی در مورد یک عنصر داده‌ای داده است یا خیر. شبکه‌های عصبی شامل یک فرایند آزمون و خطا هستند، بنابراین به حجم عظیمی از داده‌ها برای آموزش نیاز دارند. تصادفی نیست که این شبکه‌ها تنها زمانی محبوب شدند که اکثر شرکت‌ها از تجزیه و تحلیل کلان‌داده‌ها استقبال کردند و حجم بزرگی از داده‌ها را جمع‌آوری و ذخیره کردند.

بیشتر بخوانید: انواع الگوریتم یادگیری ماشین

از آنجایی که چند تکرار اول مدل شامل حدس‌های تا حدی آموزش‌دیده در مورد محتوای یک تصویر یا بخش‌هایی از گفتار است، داده‌های مورد استفاده در مرحله آموزش باید برچسب‌گذاری شوند تا مدل بتواند ببیند که حدس آن دقیق بوده است یا خیر. این بدان معناست که داده‌های بدون ساختار کمتر مفید هستند. داده‌های بدون ساختار تنها زمانی می‌توانند توسط یک مدل Deep Learning تجزیه و تحلیل شوند که آموزش داده شده و به سطح قابل قبولی از دقت برسند و بر همین اساس مدل‌های یادگیری عمیق نمی‌توانند مبتنی بر داده‌های بدون ساختار آموزش ببینند.

مزایای دیپ‌لرنینگ

از مزایای یادگیری عمیق می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• یادگیری ویژگی خودکار: به طور خودکار استخراج ویژگی را انجام می‌دهند؛ به این معنی که برای افزودن ویژگی‌های جدید نیازی به نظارت ندارند.
• کشف الگو: مقادیر زیادی از داده‌ها را تجزیه و تحلیل کنند و الگوهای پیچیده‌ای را در تصاویر، متن و صدا کشف کنند. همچنین می‌توانند بینش‌هایی را بدست آورند که ممکن است در مورد آن‌ها آموزش ندیده باشند.
• پردازش مجموعه داده‌های فرّار: مجموعه‌های داده‌ای را که دارای تغییرات زیادی هستند، مانند سیستم‌های تراکنش و کلاهبرداری، دسته‌بندی و مرتب می‌کنند.
• انواع داده‌ها: داده‌های ساختاریافته و بدون ساختار را پردازش می‌کنند.
• دقت: هر لایه گره اضافی مورد استفاده در بهینه‌سازی مدل‌های یادگیری عمیق، به افزایش دقت مدل‌ها کمک می‌کند.
• دارای توانایی بیشتر از سایر روش‌های یادگیری ماشینی: در مقایسه با فرایندهای یادگیری ماشینی معمولی، به مداخله انسانی کمتری نیاز دارد و می‌تواند داده‌هایی را تجزیه و تحلیل کند که سایر فرایندهای یادگیری ماشینی هم نمی‌توانند انجام دهند.

مثال‌ها و کاربردهای یادگیری عمیق

امروزه موارد استفاده برای یادگیری عمیق شامل انواع برنامه‌های تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ، به ویژه برنامه‌های متمرکز بر پردازش زبان طبیعی (NLP)، ترجمه زبان، تشخیص پزشکی، سیگنال‌های معاملاتی بازار سهام، امنیت شبکه و تشخیص تصویر است.

زمینه‌های خاصی که در حال حاضر یادگیری به روش عمیق در آن‌ها استفاده می‌شود شامل موارد زیر است:

• تجربه مشتری (CX): مدل‌های دیپ لرنینگ در حال حاضر برای چت‌بات‌ها استفاده می‌شود. همانطور که این حوزه به بلوغ خود ادامه می‌دهد، انتظار می‌رود یادگیری این دانش در مشاغل مختلف برای بهبود CX و افزایش رضایت مشتری پیاده‌سازی شود.
• تولید متن: به ماشین‌ها دستور زبان و سبک یک قطعه متن آموزش داده می‌شود و سپس از این مدل برای ایجاد خودکار متن کاملا جدید مطابق با املا، دستور زبان و سبک متن اصلی استفاده می‌کنند.
• هوا و فضا و حوزه‌های نظامی: در زمینه‌های هوا و فضا و نظامی، از دیپ لرنینگ برای تمایز اشیا از ماهواره‌ها استفاده می‌شود. این قابلیت به شناسایی مناطق مهم کمک می‌کند و تعیین می‌کند که آیا این مناطق برای سربازانی که روی زمین‌اند امن هستند یا نه.
• اتوماسیون صنعتی: در صنایع مختلف، با استفاده از روش دیپ لرنینگ، زمانی که یک شی یا انسان بیش از اندازه به یک ماشین نزدیک می‌شود را تشخیص می‌دهند و به این وسیله ایمنی کارگران را در محیط‌هایی مانند کارخانه‌ها حفظ می‌کنند.
• اضافه کردن رنگ: با استفاده از مدل‌های این روش می‌توان به عکس‌ها و فیلم‌های سیاه و سفید رنگ اضافه کرد. در گذشته، این فرایند به صورت دستی انجام می‌شد و بسیار وقت‌گیر بود.
• بینایی کامپیوتر: یادگیری عمیق بینایی کامپیوترها را بسیار افزایش داده است. با دیپ لرنینگ، کامپیوترها دقت بسیار بالایی برای تشخیص اشیا و طبقه‌بندی تصاویر، بازیابی و تقسیم‌بندی اطلاعات ارائه می‌دهند.

محدودیت‌ها و چالش‌های دیپ لرنینگ

سیستم‌های یادگیری عمیق یا دیپ لرنینگ در کنار مزیت‌های بسیاری که دارند، دارای جنبه‌های منفی هم هستند؛ به عنوان مثال:

• دامنه یادگیری محدود: فقط از داده‌هایی که روی آن‌ها آموزش دیده‌اند یاد می‌گیرند. اگر مجموعه داده کوچک باشد یا نماینده طیف وسیعی از موضوعات نباشد، ممکن است مدل ها نتوانند به خوبی آن را به موقعیت‌های مختلف تعمیم دهند.
• مسائل سوگیری: مدل‌های این علم می‌توانند سوگیری‌های موجود در داده‌های آموزشی خود را به ارث ببرند و پیش‌بینی‌های مغرضانه انجام دهند. به عنوان مثال، یک مدل تشخیص چهره ممکن است به طور ناخواسته بر اساس عواملی مانند نژاد یا جنسیت قضاوت کند.
• چالش‌های نرخ یادگیری: یافتن نرخ یادگیری مناسب بسیار مهم است. در حالتی که نرخ یادگیری خیلی زیاد باشد، ممکن است مدل به راه‌حل بهینه نرسد. در همین حال در حالتی که نرخ یادگیری خیلی کم باشد، ماشین ممکن است در فرایند یادگیری گیر کند.
• نیازهای سخت‌افزاری بالا: این یادگیری نیازمند سخت‌افزار قدرتمندی مانند پردازنده‌های گرافیکی گران‌قیمت است که می‌تواند هم پرهزینه و هم انرژی‌بر باشد.
• وابستگی به داده‌ها: دیپ لرنینگ با حجم زیادی از داده رشد می‌کند. مدل‌های پیچیده‌تر حتی به داده‌های بیشتری نیاز دارند، که کاربرد آن را در سناریوهایی با اطلاعات محدود دشوار می‌کند.
• تمرکز روی تک وظیفه: پس از آموزش، مدل‌های این روش تخصصی می‌شوند و نمی‌توانند چندین کار را به طور همزمان انجام دهند. بازآموزی برای مشکلات متفاوت، اما مشابه ضروری است.
• فقدان استدلال: دیپ لرنینگ با وظایفی که نیاز به استدلال، برنامه‌ریزی بلندمدت و دستکاری الگوریتمی داده‌ها دارند، دست و پنجه نرم می‌کند که آن را برای کاربردهایی مانند برنامه‌نویسی یا روش‌های علمی، کمتر مناسب می‌کند.

تفاوت یادگیری عمیق (Deep Learning) با یادگیری ماشین (Machine Learning)

یادگیری عمیق، زیرمجموعه‌ای از یادگیری ماشین است که خود را از طریق روش حل مشکلات متمایز می‌کند. یادگیری ماشین به متخصص حوزه نیاز دارد تا بیشتر ویژگی‌های کاربردی را شناسایی کند. از سوی دیگر، یادگیری عمیق ویژگی‌ها را به صورت تدریجی درک می‌کند؛ بنابراین نیاز به تخصص در حوزه را از بین می‌برد.

این ویژگی باعث می‌شود که آموزش الگوریتم‌های یادگیری عمیق بسیار بیشتر از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی، فقط به چند ثانیه تا چند ساعت نیاز دارند، طول بکشد. با این حال، در طول آزمایش برعکس است. الگوریتم‌های دیپ لرنینگ نسبت به الگوریتم‌های یادگیری ماشین زمان بسیار کمتری برای اجرای آزمایش‌ها می‌گیرن؛ البته که زمان تست آن‌ها همراه با اندازه داده‌ها افزایش می‌یابد.

علاوه بر این، یادگیری ماشینی به ماشین‌های پرهزینه و پیشرفته و پردازنده‌های گرافیکی با کارایی بالا نیاز ندارد. در پایان، بسیاری از دانشمندان داده، یادگیری ماشین سنتی را به دلیل قابلیت تفسیر برتر یا توانایی درک راه‌حل‌ها، بر یادگیری عمیق ترجیح می‌دهند. همچنین الگوریتم‌های یادگیری ماشین زمانی که داده‌ها کم هستند ترجیح داده می‌شوند. با این حال در موقعیت‌هایی که مقدار زیادی داده وجود دارد، دامنه برای درون‌نگری قابل درک نیست و ویژگی یا مشکلات پیچیده، مانند تشخیص گفتار و NLP وجود دارند، دیپ لرنینگ انتخاب بهتری برای دانشمندان داده است.

زبان‌های برنامه نویسی برای دیپ لرنینگ یا یادگیری عمیق

در دنیای دیپ لرنینگ، انتخاب زبان برنامه‌نویسی می‌تواند تأثیر به‌سزایی در بهره‌وری، قابلیت‌ها و حتی نوآوری‌های پروژه داشته باشد. پایتون به دلیل سادگی، خوانایی بالا و کتابخانه‌های گسترده‌اش که شامل TensorFlow، Keras و PyTorch است، محبوب‌ترین زبان برای دیپ‌لرنینگ به شمار می‌رود. همچنین، زبان‌هایی مانند R، Java، و C++ هم برای توسعه مدل‌های پیچیده‌ی یادگیری عمیق به کار می‌روند که هر کدام ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فرد خود را دارند. این زبان‌ها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند که مدل‌های پیچیده و بهینه‌سازی شده بسازند و با سیستم‌های مختلف و پلتفرم‌ها تعامل داشته باشند.

آینده یادگیری عمیق

حال که به اندازه کافی با حوزه دیپ‌لرنینگ آشنا شدیم، وقت آن است که درباره آینده این حوزه صحبت کنیم. در یک جمله می‌توان گفت، آینده یادگیری عمیق نویدبخش و هیجان‌انگیز است. این فناوری در حال گسترش به حوزه‌های جدیدی مانند بهداشت و درمان و تولید اتومبیل‌های خودران است. از طرفی  با پیشرفت‌های جدید در محاسبات کوانتومی و داده‌های بزرگ، توانایی مدل‌های این روش یادگیری برای پردازش و تحلیل داده‌های پیچیده به‌طور قابل‌توجهی افزایش خواهد یافت. این پیشرفت‌ها امکان حل مشکلات جدید و کشف مسیرهای نوآورانه را فراهم خواهد کرد، همچنین انتظار می‌رود که یادگیری عمیق به تسهیل ایجاد سیستم‌های تصمیم‌گیری خودکار و سیستم‌های هوشمندتر در آینده کمک کند.

با این توصیفات، شاید بتوانیم ادعا کنیم، بازار کار و میزان درآمد این حوزه هم در مسیر رو به رشدی قرار دارد و می‌توان آینده بسیار امیدوارکننده‌ای برای آن متصور شد.

سخن پایانی

با پیشرفت روزافزون در زمینه یادگیری عمیق و افزایش توانایی مدل‌های عصبی، این رویکرد به یکی از اصلی‌ترین ابزارهای ماشین لرنینگ تبدیل شده است. همچنین، استفاده از این دانش در زمینه‌هایی همچون تجربه مشتری، تولید متن، حوزه‌های نظامی، بینایی کامپیوتر، و اتوماسیون صنعتی نشان‌دهنده تنوع و کاربرد گسترده این تکنولوژی است.

با این وجود، باید توجه داشت که یادگیری عمیق هم با چالش‌ها و محدودیت‌هایی همراه است. نیاز به حجم زیادی از داده، مسائل سوگیری، نیاز به سخت‌افزارهای قوی، و وابستگی به داده‌ها از جمله چالش‌های این رویکرد هستند. در نهایت، انتخاب بین یادگیری عمیق و یادگیری ماشینی سنتی بستگی به موقعیت‌ها و نیازهای ویژه هر پروژه دارد. با گسترش این فناوری، انتظار می‌رود که دیپ لرنینگ در آینده به عنوان یکی از اساسی‌ترین و پرکاربردترین رویکردها در زمین دیپ لرنینگ شناخته شود و در حل چالش‌ها و مسائل پیچیده اجتماعی و صنعتی به ما کمک کند.

سوالات متداول

تفاوت یادگیری عمیق با یادگیری ماشین در چیست؟

دیپ لرنینگ یک زیرشاخه از یادگیری ماشین است که به طور خاص بر استفاده از شبکه‌های عصبی عمیق تمرکز دارد. در حالی که یادگیری ماشین بر مجموعه وسیع‌تری از الگوریتم‌ها متکی است و نیازمند دخالت بیشتری از جانب برنامه‌نویس برای استخراج ویژگی‌ها و تعریف مدل‌ها است، یادگیری عمیق به صورت خودکار ویژگی‌های پیچیده‌تری را از داده‌ها استخراج می‌کند.

آیا برای Deep Learning به سخت‌افزار خاصی نیاز است؟

بله، این یادگیری معمولا به سخت‌افزار قدرتمندتری نیاز دارد، به خصوص پردازنده‌های گرافیکی (GPU) که برای پردازش موازی داده‌های بزرگ و محاسبات پیچیده ضروری هستند. استفاده از GPU می‌تواند فرایند آموزش را به طور قابل توجهی تسریع کند.

چگونه می‌توان در دیپ لرنینگ مهارت کسب کرد؟

برای کسب مهارت در یادگیری عمیق، توصیه می‌شود ابتدا با مبانی یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی آشنا شوید. سپس، به یادگیری زبان‌های برنامه‌نویسی مانند Python و کار با کتابخانه‌های دیپ‌لرنینگ مانند TensorFlow یا PyTorch بپردازید. همچنین، شرکت در دوره‌های آموزشی و انجام پروژه‌های عملی برای تقویت دانش و مهارت‌های عملی ضروری است.

منبع:

https://www.techtarget.com