Idea uczenia maszyn

Coraz potężniejsze komputery prowokowały i prowokują do podejmowania coraz bardziej skomplikowanych problemów badawczych i użytkowych. Jednak maszyny nie są w stanie samodzielnie podejmować tych zadań - do każdej czynności konieczny jest odpowiedni program. Okazuje się, że znacznie łatwiej zbudować wielki komputer - znacznie trudniej zazwyczaj postawić mu zadania. Coraz częściej rodzi się więc tęsknota, by także trud znalezienia programu, według którego powinien działać komputer, przerzucić na barki maszyn - i tak rodzi się idea uczenia maszyn (program uprawnienia budowlane na komputer).

Warto jednak odnotować jego moralnie podejrzane „drugie dno” - nie dość, że spychamy na maszynę trud rozwiązywania napotykanych problemów (tak się dzieje w istocie przy każdej okazji, gdy korzystamy z komputera) - to w dodatku nawet zaprogramowanie maszyny powierzamy ślepemu przypadkowi. Z pragmatycznego punktu widzenia jest to uzasadnione - między innymi tam. gdzie algorytm działania nie jest do końca znany lub musi być często i szybko modyfikowany (na przykład w zadaniach sterowania adaptacyjnego obiektami automatyki o zmiennych w czasie właściwościach). Jednak z punktu widzenia ambicji intelektualnych jest to sromotna klęska racjonalizmu - maszyna myśli za nas, bo samodzielne znalezienie rozwiązania jest za trudne (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Podsumowując tę część rozważań, należy stwierdzić, że sieci neuronowe są zdolne do samoprogramowania się w wyniku procesu uczenia, a także wykazują pewne cechy podobne do cech rzeczywistego mózgu, a wyraźnie odmienne od cech klasycznych komputerów. Wszystkie te możliwości słusznie uznawane są za ważne i wysoce przydatne atuty, dlatego lista zastosowań sieci neuronowych jest już bardzo długa i zapewne będzie w najbliższym czasie wydłużana (uprawnienia budowlane).

Moment obrotowy

W książce poświęconej tej problematyce wymieniłem i omówiłem kilkanaście takich zastosowań, tutaj przedstawię kilka nowych przykładów, eksponując głównie te dokonania, które znalazły konkretne miejsce w praktyce, zwłaszcza te najnowsze, które pojawiły się w 1994 roku (program egzamin ustny). Przegląd tych zastosowań dowodzi, jak często i jak chętnie sięgamy do protezy rozumu w postaci sieci neuronowej, nie zwracając uwagi na to, czy przystoi to dumnemu ze swego racjonalizmu gatunkowi homo sapiens. Warto przy tym odnotować, jakie instytucje sięgają po to narzędzie - jest to w istocie intelektualna elita końca XX wieku!

NASA wykorzystuje sieci neuronowe do sterowania ramieniem robota, którego zadaniem jest chwytanie przedmiotów znajdujących się w dowolnym położeniu (dotyczy to między innymi manipulatora działającego w ładowni promów kosmicznych, gdzie w warunkach nieważkości szczególnie trudno utrzymać manipulowane obiekty w stałym położeniu, a pewność chwytu jest uzależniona od stopnia zgodności orientacji przestrzennej osi przedmiotu i elementów chwytaka) (opinie o programie).

Również do zadania sterowania ramieniem robota przeznaczona jest sieć neuronowa zbudowana przez uczonych z New York University Medical Center. Zastosowano sieci jako alternatywę dla złożonych tensorowych obliczeń dotyczących parametrów ruchu ramienia robota w celu znacznego przyspieszenia działania systemu sterowania, który dzięki zastosowaniu sieci może działać w czasie rzeczywistym, podczas gdy zwykłe algorytmy realizowane na tych samych komputerach nie są w stanie osiągnąć wystarczającej szybkości przy wyznaczaniu wszystkich potrzebnych współrzędnych, przyspieszeń i wielkości wymaganych sił i momentów obrotowych (segregator aktów prawnych).

Firma General Dynamics opracowała dla potrzeb US Navy oparty na sieciach neuronowych system klasyfikujący i rozpoznający sygnały sonarowe. System ten pozwala rozpoznawać szumy charakterystyczne dla napędów różnych typów statków i okrętów. Udało się tak dokładnie wytrenować sieć, że jest ona zdolna do rozróżniania między sobą szumów różnych okrętów tego samego typu, co pozwala na identyfikację nazwy jednostki, a także potrafi rozpoznawać za pomocą hydrofonów niektóre dźwięki nadwodne - na przykład szum wytwarzany przez helikopter unoszący się nad powierzchnią oceanu (promocja 3 w 1).