Нейро́нная сеть — математическая модель, а также её программное или аппаратное воплощение, построенная по принципу организации биологических нейронных сетей — сетей нервных клеток живого организма. Это понятие возникло при изучении процессов, протекающих в мозге, и при попытке смоделировать эти процессы. Первой такой попыткой были нейронные сети У. Маккалока и У. Питтса. После разработки алгоритмов обучения получаемые модели стали использовать в практических целях: в задачах прогнозирования, для распознавания образов, в задачах управления и др.
Машинное обучение — класс методов искусственного интеллекта, характерной чертой которых является не прямое решение задачи, а обучение за счёт применения решений множества сходных задач. Для построения таких методов используются средства математической статистики, численных методов, математического анализа, методов оптимизации, теории вероятностей, теории графов, различные техники работы с данными в цифровой форме.
Обуче́ние с учи́телем — один из способов машинного обучения, в ходе которого испытуемая система принудительно обучается с помощью примеров «стимул-реакция». С точки зрения кибернетики, является одним из видов кибернетического эксперимента. Между входами и эталонными выходами (стимул-реакция) может существовать некоторая зависимость, но она неизвестна. Известна только конечная совокупность прецедентов — пар «стимул-реакция», называемая обучающей выборкой. На основе этих данных требуется восстановить зависимость, то есть построить алгоритм, способный для любого объекта выдать достаточно точный ответ. Для измерения точности ответов, так же как и в обучении на примерах, может вводиться функционал качества.
Обучение без учителя — один из способов машинного обучения, при котором испытуемая система спонтанно обучается выполнять поставленную задачу без вмешательства со стороны экспериментатора. С точки зрения кибернетики, это является одним из видов кибернетического эксперимента. Как правило, это пригодно только для задач, в которых известны описания множества объектов, и требуется обнаружить внутренние взаимосвязи, зависимости, закономерности, существующие между объектами.
Кластерный анализ — многомерная статистическая процедура, выполняющая сбор данных, содержащих информацию о выборке объектов, и затем упорядочивающая объекты в сравнительно однородные группы. Задача кластеризации относится к статистической обработке, а также к широкому классу задач обучения без учителя.
Дерево принятия решений — средство поддержки принятия решений, использующееся в машинном обучении, анализе данных и статистике. Структура дерева представляет собой «листья» и «ветки». На рёбрах («ветках») дерева решения записаны признаки, от которых зависит целевая функция, в «листьях» записаны значения целевой функции, а в остальных узлах — признаки, по которым различаются случаи. Чтобы классифицировать новый случай, надо спуститься по дереву до листа и выдать соответствующее значение.
Data mining — собирательное название, используемое для обозначения совокупности методов обнаружения в данных ранее неизвестных, нетривиальных, практически полезных и доступных интерпретации знаний, необходимых для принятия решений в различных сферах человеческой деятельности. Термин введён Григорием Пятецким-Шапиро в 1989 году.
Интеллектуальная информационная система (ИИС) — комплекс программных, лингвистических и логико-математических средств для реализации основной задачи — осуществления поддержки деятельности человека и поиска информации в режиме продвинутого диалога на естественном языке. ИИС являются разновидностью интеллектуальной системы, а также одним из видов информационных систем.
Семплирование — в математической статистике обобщенное название методов управления начальной выборкой при известной цели моделирования, которые позволяют выполнить структурно-параметрическую идентификацию наилучшей статистической модели стационарного эргодического случайного процесса.
Перцептрон является одной из первых моделей искусственной нейронной сети. Несмотря на то, что модель предложена Фрэнком Розенблаттом в 1957 году, о её возможностях и ограничениях до сегодняшнего дня не всё известно. В 1969 году Марвин Минский и Сеймур Паперт посвятили критике перцептрона целую книгу, которая показала некоторые принципиальные ограничения одной из разновидности перцептронов.
Метод случайного леса — алгоритм машинного обучения, предложенный Лео Брейманом и Адель Катлер, заключающийся в использовании ансамбля решающих деревьев. Алгоритм сочетает в себе две основные идеи: метод бэггинга Бреймана и метод случайных подпространств, предложенный Тин Кам Хо. Алгоритм применяется для задач классификации, регрессии и кластеризации. Основная идея заключается в использовании большого ансамбля решающих деревьев, каждое из которых само по себе даёт очень невысокое качество классификации, но за счёт их большого количества результат получается хорошим.
Обуче́ние ранжи́рованию — это класс задач машинного обучения с учителем, заключающихся в автоматическом подборе ранжирующей модели по обучающей выборке, состоящей из множества списков и заданных частичных порядков на элементах внутри каждого списка. Частичный порядок обычно задаётся путём указания оценки для каждого элемента. Цель ранжирующей модели — наилучшим образом приблизить и обобщить способ ранжирования в обучающей выборке на новые данные.
Разрешение лексической многозначности — это неразрешенная проблема обработки естественного языка, которая заключается в задаче выбора значения многозначного слова или словосочетания в зависимости от контекста, в котором оно находится. Данная задача возникает в дискурсивном анализе, при оптимизации релевантности результатов поисковыми системами, при разрешении анафорических отсылок, в исследовании лингвистической когерентности текста, при анализе умозаключений.
Свёрточная нейронная сеть — специальная архитектура искусственных нейронных сетей, предложенная Яном Лекуном в 1988 году и нацеленная на эффективное распознавание образов, входит в состав технологий глубокого обучения. Использует некоторые особенности зрительной коры, в которой были открыты так называемые простые клетки, реагирующие на прямые линии под разными углами, и сложные клетки, реакция которых связана с активацией определённого набора простых клеток. Таким образом, идея свёрточных нейронных сетей заключается в чередовании свёрточных слоёв и субдискретизирующих слоёв. Структура сети — однонаправленная, принципиально многослойная. Для обучения используются стандартные методы, чаще всего метод обратного распространения ошибки. Функция активации нейронов — любая, по выбору исследователя.
Глубокое обучение — совокупность методов машинного обучения, основанных на обучении представлениям, а не специализированных алгоритмах под конкретные задачи. Многие методы глубокого обучения были известны ещё в 1980-е, но результаты не впечатляли, пока продвижения в теории искусственных нейронных сетей и вычислительные мощности середины 2000-х годов не позволили создавать сложные технологические архитектуры нейронных сетей, обладающие достаточной производительностью и позволяющие решать широкий спектр задач, не поддававшихся эффективному решению ранее, например, в компьютерном зрении, машинном переводе, распознавании речи, причём качество решения во многих случаях теперь сопоставимо, а в некоторых превосходит эффективность человека.
Непараметрическая статистика — раздел статистики, который не основан исключительно на параметризованных семействах вероятностных распределений. Непараметрическая статистика включает в себя описательную статистику и статистический вывод.
Бэггинг — ансамблевый метаалгоритм, предназначенный для улучшения стабильности и точности алгоритмов машинного обучения, используемых в задачах классификации и регрессии. Алгоритм также уменьшает дисперсию и помогает избежать переобучения. Хотя он обычно применяется к методам машинного обучения на основе деревьев решений, его можно использовать с любым видом метода. Бэггинг является частным видом усреднения модели.
В машинном обучении, общей задачей является изучение и построение алгоритмов, которые могут быть обучаемы и делать прогнозы с помощью данных. Такие алгоритмы работают, делая прогнозы или решения основываясь на данных, с помощью построения математической модели основанной на входных данных. Эти входные данные используемые для построения модели обычно поделены на несколько наборов данных. В частности, три набора данных обычно используются на разных этапах построения модели: обучающий, проверочный и тестовый.
В машинном обучении, ранняя остановка — форма регуляризации, используемая для избежания переобучения при обучении модели с помощью итеративного метода, например, такого, как градиентный спуск. При использовании подобных методов модель обновляется после каждой итерации для того, чтобы лучше соответствовать обучающим данным и до определенного момента это улучшает производительность модели также и на данных, не входящих в обучающий набор, но после этого момента улучшение соответствия модели обучающим данным происходит за счёт увеличения ошибки обобщения. Правила ранней остановки являются руководством по определению того, как много итераций может пройти, перед переобучением модели и они используются во множестве методов машинного обучения.
Гиперпараметр — параметр машинного обучения, значение которого используется для управления процессом обучения. Его значение устанавливается перед началом обучения, в отличие от значений других параметров, которые определяются во время обучения.
