Добавлен: 16.03.2024
Просмотров: 101
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Заведующий лабораторией нейронных систем и глубокого обучения Центра живых систем МФТИ Михаил Бурцев приводит предположительную карту развития нейронных сетей на 2016-2018 годы:
системы распознавания и классификации объектов на изображениях;
голосовые интерфейсы взаимодействия для интернета вещей;
системы мониторинга качества обслуживания в колл-центрах;
системы выявления неполадок (в том числе, предсказывающие время технического обслуживания), аномалий, кибер-физических угроз;
системы интеллектуальной безопасности и мониторинга;
замена ботами части функций операторов колл-центров;
системы видеоаналитики;
самообучающиеся системы, оптимизирующие управление материальными потоками или расположение объектов (на складах, транспорте);
интеллектуальные, самообучающиеся системы управления производственными процессами и устройствами (в том числе, робототехнические);
появление систем универсального перевода «на лету» для конференций и персонального использования;
появление ботов-консультантов технической поддержки или персональных ассистентов, по функциям близким к человеку.
Директор по распространению технологий «Яндекса» Григорий Бакунов считает, что основой для распространения нейросетей в ближайшие пять лет станет способность таких систем к принятию различных решений: «Главное, что сейчас делают нейронные сети для человека, — избавляют его от излишнего принятия решений. Так что их можно использовать практически везде, где принимаются не слишком интеллектуальные решения живым человеком. В следующие пять лет будет эксплуатироваться именно этот навык, который заменит принятие решений человеком на простой автомат».
Почему нейронные сети стали так популярны именно сейчас
Учёные занимаются разработкой искусственных нейронных сетей более 70 лет. Первую попытку формализовать нейронную сеть относят к 1943 году, когда два американских учёных (Уоррен Мак-Каллок и Уолтер Питтс) представили статью о логическом исчислении человеческих идей и нервной активности.
Однако до недавнего времени, говорит Андрей Калинин из Mail.Ru Group, скорость работы нейросетей была слишком низкой, чтобы они могли получить широкое распространение, и поэтому такие системы в основном использовались в разработках, связанных с компьютерным зрением, а в остальных областях применялись другие алгоритмы машинного обучения.
Трудоёмкая и длительная часть процесса разработки нейронной сети — её обучение. Для того, чтобы нейронная сеть могла корректно решать поставленные задачи, требуется «прогнать» её работу на десятках миллионов наборов входных данных. Именно с появлением различных технологий ускоренного обучения и связывают распространение нейросетей Андрей Калинин и Григорий Бакунов.
Главное, что произошло сейчас, — появились разные уловки, которые позволяют делать нейронные сети, значительно меньше подверженные переобучению.— Григорий Бакунов, «Яндекс»
«Во-первых, появился большой и общедоступный массив размеченных картинок (ImageNet), на которых можно обучаться. Во-вторых, современные видеокарты позволяют в сотни раз быстрее обучать нейросети и их использовать. В-третьих, появились готовые, предобученные нейросети, распознающие образы, на основании которых можно делать свои приложения, не занимаясь длительной подготовкой нейросети к работе. Всё это обеспечивает очень мощное развитие нейросетей именно в области распознавания образов», — замечает Калинин.
Каковы объёмы рынка нейронных сетей
«Очень легко посчитать. Можно взять любую область, в которой используется низкоквалифицированный труд, — например, работу операторов колл-центров — и просто вычесть все людские ресурсы. Я бы сказал, что речь идет о многомиллиардном рынке даже в рамках отдельной страны. Какое количество людей в мире задействовано на низкоквалифицированной работе, можно легко понять. Так что даже очень абстрактно говоря, думаю, речь идет о стомиллиардном рынке во всем мире», — говорит директор по распространению технологий «Яндекса» Григорий Бакунов.
По некоторым оценкам, больше половины профессий будет автоматизировано – это и есть максимальный объём, на который может быть увеличен рынок алгоритмов машинного обучения (и нейронных сетей в частности).— Андрей Калинин, Mail.Ru Group
«Алгоритмы машинного обучения — это следующий шаг в автоматизации любых процессов, в разработке любого программного обеспечения. Поэтому рынок как минимум совпадает со всем рынком ПО, а, скорее, превосходит его, потому что становится возможно делать новые интеллектуальные решения, недоступные старому ПО», — продолжает руководитель направления «Поиск Mail.ru» в Mail.Ru Group Андрей Калинин.
Зачем разработчики нейронных сетей создают мобильные приложения для массового рынка
В последние несколько месяцев на рынке появилось сразу несколько громких развлекательных проектов, использующих нейронные сети — это и популярный видеосервис MSQRD, который выкупила социальная сеть Facebook, и российские приложения для обработки снимков Prisma (в июне привлёк инвестиции от Mail.Ru Group) и Mlvch и другие.
Способности собственных нейронных сетей демонстрировали и Google (технология AlphaGo выиграла у чемпиона в го; в марте 2016 года корпорация продала на аукционе 29 картин, нарисованных нейросетями и так далее), и Microsoft (проект CaptionBot, распознающий изображения на снимках и автоматически генерирующий подписи к ним; проект WhatDog, по фотографии определяющий породу собаки; сервис HowOld, определяющий возраст человека на снимке и так далее), и «Яндекс» (в июне команда встроила в приложение «Авто.ру» сервис для распознавания автомобилей на снимках; представила записанный нейросетями музыкальный альбом; в мае создала проект LikeMo.net для рисования в стиле известных художников).
Такие развлекательные сервисы создаются скорее не для решения глобальных задач, на которые и нацелены нейросети, а для демонстрации способностей нейронной сети и проведения её обучения.
«Игры — характерная особенность нашего поведения как биологического вида. С одной стороны, на игровых ситуациях можно смоделировать практически все типичные сценарии человеческого поведения, а с другой — и создатели игр и, особенно, игроки могут получить от процесса массу удовольствия. Есть и сугубо утилитарный аспект. Хорошо спроектированная игра приносит не только удовлетворение игрокам: в процессе игры они обучают нейросетевой алгоритм. Ведь в основе нейросетей как раз и лежит обучение на примерах», — говорит Влад Шершульский из Microsoft.
«В первую очередь это делается для того, чтобы показать возможности технологии. Другой причины, на самом деле, нет. Если речь идёт о Prisma, то понятно, для чего это делали они. Ребята построили некоторый пайплайн, который позволяет им работать с картинками. Для демонстрации этого они избрали для себя довольно простой способ создания стилизаций. Почему бы и нет? Это просто демонстрация работы алгоритмов», — говорит Григорий Бакунов из «Яндекса».
Другого мнения придерживается Андрей Калинин из Mail.Ru Group: «Конечно, это эффектно с точки зрения публики. С другой стороны, я бы не сказал, что развлекательные продукты не могут быть применены в более полезных областях. Например, задача по стилизации образов крайне актуальна для целого ряда индустрий (дизайн, компьютерные игры, мультипликация — вот лишь несколько примеров), и полноценное использование нейросетей может существенно оптимизировать стоимость и методы создания контента для них».
Основные игроки на рынке нейронных сетей
Как отмечает Андрей Калинин, по большому счёту, большинство присутствующих на рынке нейронных сетей мало чем отличаются друг от друга. «Технологии у всех примерно одинаковые. Но применение нейросетей — это удовольствие, которое могут позволить себе далеко не все. Чтобы самостоятельно обучить нейронную сеть и поставить на ней много экспериментов, нужны большие обучающие множества и парк машин с дорогими видеокартами. Очевидно, что такие возможности есть у крупных компаний», — говорит он.
Среди основных игроков рынка Калинин упоминает Google и её подразделение Google DeepMind, создавшее сеть AlphaGo, и Google Brain. Собственные разработки в этой области есть у Microsoft — ими занимается лаборатория Microsoft Research. Созданием нейронных сетей занимаются в IBM, Facebook (подразделение Facebook AI Research), Baidu (Baidu Institute of Deep Learning) и другие. Множество разработок ведётся в технических университетах по всему миру.
Директор по распространению технологий «Яндекса» Григорий Бакунов отмечает, что интересные разработки в области нейронных сетей встречаются и среди стартапов. «Я бы вспомнил, например, компанию ClarifAI. Это небольшой стартап, сделанный когда-то выходцами из Google. Сейчас они, пожалуй, лучше всех в мире умеют определять содержимое картинки». К таким стартапам относятся и MSQRD, и Prisma, и другие.
В России разработками в области нейронных сетей занимаются не только стартапы, но и крупные технологические компании — например, холдинг Mail.Ru Group применяет нейросети для обработки и классификации текстов в «Поиске», анализа изображений. Компания также ведёт экспериментальные разработки, связанные с ботами и диалоговыми системами.
Созданием собственных нейросетей занимается и «Яндекс»: «В основном такие сети уже используются в работе с изображениями, со звуком, но мы исследуем их возможности и в других областях. Сейчас мы много экспериментов ставим в использовании нейросетей в работе с текстом». Разработки ведутся в университетах: в «Сколтехе», МФТИ, МГУ, ВШЭ и других.
Нейросеть как новый этап развития программирования
Отличительной чертой нейросетей является, то что это не классический способ программирования, ведь с нейросетью мы программируем алгоритм, который в свою очередь сам учится создавать конечный результат, опираясь лишь на предоставленные данные. Это в каком-то смысле революционный подход ведь нейросеть опирается не заранее заданные данные, а на постоянное пополнение своей базы данных и на мнение пользователя о полученном результате. По сути нейросеть методом про и ошибок создает все более и более хорошие результаты. И если посмотреть на текущие реалии нейросети проделали гигантский путь.
Возьмем в пример компанию Midjourney
Midjourney — проприетарное программное обеспечение, создающее изображения по текстовым описаниям; наряду с конкурентами на рынке генерации изображений для персонализированных медиа[en] — приложениями DALL-E и Stable Diffusion организации OpenAI — разрабатывается с использованием технологий генеративно-состязательных сетей.
С 12 июля 2022 года находится в стадии открытого для широкого круга пользователей бета-тестирования. Пользователи создают изображения, посылая команды боту в мессенджер Discord: вводят сообщение /imagine и после приглашения promt вводят словесное описание желаемого изображения; после чего пользователю предлагается выбрать лучшее из четырёх сгенерированных программой изображений и получить изображение в высоком графическом разрешении. Новые версии выходят каждые несколько месяцев; 10 ноября 2022 года стала доступна пользователям альфа-итерация версии 4. Планируется выпуск веб-интерфейса.
Одноимённая компания-разработчик основана в 2016 году одним из создателей технологии Leap Motion Дэвидом Хольцем. В феврале 2020 года поглощена британским производителем медицинского оборудования компанией Smith & Nephew . В августе 2022 года Хольц сообщил, что продукт уже приносит прибыль.
Как это работает
Работу Midjourney обеспечивают два технологических прорыва в области искусственного интеллекта, произошедших относительно недавно: умение нейросетей понимать человеческую речь и создавать образы. Чтобы преобразовать два этих скилла в стройную систему, которая по запросу выдает произведения искусства, нейронную сеть обучают выстраивать соответствие между текстовыми описаниями и визуальными образами на сотнях миллионов примеров. Результаты такого обучения позволяют решать различные кросс-модальные задачи — генерацию картинок по текстовому описанию, генерацию текстовых описаний по картинкам, дорисовку частей изображения, и так далее, говорит руководитель управления экспериментальных систем машинного обучения SberDevices Сергей Марков. «Midjourney — это диффузионная нейронная сеть и состоит как бы из двух нейросетей: первая отвечает за обработку и понимание текста, вторая — за генерацию изображения», — объясняет Марков.
В середине июля Midjourney вышла в фазу бета-тестирования и стала доступна пользователям по всему миру. Правда, чтобы дать задание Midjourney, нужно быть зарегистрированным в Discord — кросс-платформенном мессенджере, популярном у геймеров, разработчиков игр и дизайнеров. Сначала нужно зайти на официальный сайт Midjourney и авторизоваться через Discord, затем оплатить подписку или воспользоваться бесплатной версией. Бесплатная версия позволяет сгенерировать и скачать 12 изображений, но не дает доступ к личному кабинету (это мешает отслеживать судьбу своих запросов в общем чате), за $10 можно создавать до 200 изображений в месяц, за $30 — генерировать бесконечное количество картинок. Доступна также корпоративная подписка стоимостью $600, которая дает сотрудникам компании возможность создавать картинки в команде и просматривать индивидуальные работы друг друга.