» «
למידה חישובית
מהי למידת מכונה או למידה חישובית?



למידת מכונה (Machine Learning), או למידה חישובית, היא היכולת של מערכת מחשב ללמוד ולהשתפר על ידי התבוננות ופעילות עצמאית של המחשב. במילים פשוטות, ככל שהמחשב מצויד ביותר נתונים והתנסויות, הוא נעשה חכם יותר... המידע שהוא מעבד מסייע לו לשפר כל הזמן ולגמרי בעצמו, את המודל החישובי שלו.

אנשי הלמידה החישובית מפתחים אלגוריתמים ודרכים שמאפשרים למחשב ללמוד בעצמו ולשפר את יכולותיו. זה מתנהג ממש כמו בן-אנוש, שלומד מהתנסויות וטעויות, ללא הפסקה.

בלמידת מכונה מצויד המחשב באינטליגנציה מלאכותית ולומד מתוך דוגמאות והתנסויות קודמות שלו ולא בזכות מתכנת אנושי שמזין את הידע למחשב. כלומר, בלמידה כזו מתרחשת הלמידה על ידי המחשב מתוך דוגמאות ומקרים שקרו לו. האלגוריתם של המחשב ממש מחקה את הדרך שבה פועלת הרשת העצבית שבמוח האנושי. באופן מסוים, מחשבים חכמים כבר הגיעו מזמן לביצועים שמזכירים את הלמידה של תינוקות על ידי חיקוי הוריהם.

המדענים מזהים למידת מכונה, כאשר הביצועים של משימה במחשב, הולכים ומשתפרים עם הניסיון. כלומר, בכל פעם שתוכנת המחשב מבצעת משימה, באופן יעיל מאשר בצעה אותה בעבר. ככל שתוכנה משיגה תוצאות טובות יותר, מבלי שמתכנת אנושי השפיע על כך, אז התרחשה למידה חישובית, או למידת מכונה.


הנה למידת המכונה:

https://youtu.be/mJeNghZXtMo


הסבר קצר על הלמידה החישובית:

https://youtu.be/ty-kTUzMnjk


והסבר מפורט יותר:

https://youtu.be/EQhwNcQhP4g


מחשב לומד שמתבונן בשחקנים המשחקים במשחקי מחשב ולומד לשחק ברמה מקצועית שיכולה להביס את הטובים שבהם:

https://youtu.be/EfGD2qveGdQ


ותוכנה לומדת שמשחקת ומשתפרת כל הזמן במשחק מחשב:

https://youtu.be/qv6UVOQ0F44
ווטסון
מהו ווטסון, מחשב העל הלומד?



מחשב העל "ווטסון" פותח על ידי חברת IBM והוא מחשב קוגניטיבי, כמעט המחשב החושב, שדורות של מדעני מחשב דיברו על בואו, אי-שם בעתיד. ווטסון הוא המחשב החכם בעולם והחליף את "כחול עמוק", שגם הוא פותח על ידי אותה החברה וניצח בעבר את אלוף העולם בשחמט.

ווטסון, שנקרא על שם תומאס ווטסון, מייסד IBM, זכה להכרה בעת שהיה הראשון שניצח בני אדם בשעשועון טריוויה בטלוויזיה. זה קרה כשהשתתף בתוכנית הטלוויזיה הוותיקה בארה"ב, "ג'פרדי" ("מלך הטריוויה"). במהלך התכנית הוא הראה ידע עצום ושלט גם בטקטיקה של משחקי הטלוויזיה מסוג זה. הניצחון של המחשב בנוק אאוט על פני המוח האנושי היה מהפכני בכל קנה מידה, במיוחד בזכות העובדה שווטסון לא היה מחובר לאינטרנט ולמנועי חיפוש דוגמת "גוגל", אלא רק מצויד במידע של אנציקלופדיות, מילונים, מאגרי חדשות, יצירות ספרות ושירה וכדומה.

ווטסון היווה ממש מהפכה, ביכולתו לחבר יכולות מתקדמות בחיפוש מידע מהיר ויעיל עם אינטליגנציה מלאכותית מהסוג הדרוש למכונה כזו. טכנולוגיות מתקדמות של למידה ממוחשבת, עיבוד שפה, זיהוי קול אנושי ומגוון שיטות לאיחזור מידע (שליפה מהירה ממאגרים עצומים), היקנו לו את היכולת לתפקד באופן חסר תקדים בתחום המחשוב.


הנה סרטון על מחשב-העל ווטסון, בעל מנגנוני זיהוי הקול וחיפוש המידע המתקדם:

http://youtu.be/ZKwEqJme7KQ


הנה ווטסון מנצח בני אדם בשעשועון ידע:

http://youtu.be/zRa3B-3U6L4


הנה סרטון על החשיבות של הנצחון של ווטסון בשעשועון הטלוויזיה:

http://youtu.be/FC3IryWr4c8
אינטליגנציה מלאכותית
מהי אינטליגנציה מלאכותית?



האינטליגנציה המלאכותית או בינה מלאכותית (Artificial Intelligence) היא מכונה שיכולה לפתור את כל הבעיות שאדם יכול לפתור. בניגוד למחשבים של היום, שמסוגלים להתמודד עם בעיות חישוביות, אך לא לחשוב, מערכת כזו תוכל לבצע חשיבה של ממש, כולל חשיבה מופשטת (על מושגים), דמיון, הסקת מסקנות לוגיות, ראייה, הבנת שפה טבעית, דיבור, הבנת העולם והכי חשוב, למידה. מערכת כזו תוכל ללמוד ולהתפתח מבחינת יכולותיה, ממש כמו שאנו לומדים כל הזמן וכך נעשים חכמים יותר. כך תפעל המערכת על פי הבנתה.

בינה מלאכותית יכולה לחשוב. שימוש במידע שנאסף מבחוץ (בעזרת החושים) וזה שבפנים (ממאגרי הזיכרון והידע שצברנו בעבר) מאפשר את החשיבה. לחשוב פירושו להשתמש במידע הזה ולארגן אותו מחדש ובכך ליצור מידע חדש. המידע שנוצר הוא הלמידה שלנו, ההמצאות שלנו, היצירות האמנותיות, ההומור וכדומה.

המבחן למערכת שיש בה בינה מלאכותית הוא "מבחן טיורינג". על פי מבחן זה, רק תוכנה אחת הצליחה עד היום להצטייר כבעלת תבונה כזו (ראו באאוריקה בתגית "מבחן טיורינג").


הנה העולם של האינטליגנציה המלאכותית (עברית):

https://youtu.be/xcOw84E93MI


על רובוטים ומערכות תיב"ם (תכנון באמצעות מחשב), שמשתמשים בבינה מלאכותית:

https://youtu.be/g0yEDyEppeM


הנה רובוט יצירתי שיכול להמציא בעצמו ולא רק לחזור על דברים שהוכנסו לתוכו:

https://youtu.be/-U-lQYwzFAQ


והנה iCub שיכול להבחין בדברים שתינוק יכול לדעת:

https://youtu.be/2oJSJa6P_EI


מה שאומר שיצירתיות היא חלק מהבינה המלאכותית (מתורגם):

https://youtu.be/Rh9vBczqMk0


וסרטון תיעודי על האינטליגנציה המלאכותית:

https://youtu.be/53K1dMyslJg?long=yes
מחשוב קוגניטיבי
מהו המחשוב הקוגניטיבי?



יתכן ששאלתם את עצמכם פעם איך זה שהמחשבים המשוכללים והמהירים כל כך יכולים לבצע כיום משימות שלא ייאמנו, אבל לא מסוגלים לבצע דברים שאפילו תינוקות עושים בקלות. מזיהוי אנשים ועד להבנת השפה המדוברת, דרך למידה מטעויות או הבנת ההקשר בשיחה, להסיק מסקנות ועוד, יש לא מעט דברים שבני אדם מקבלים כמובנים מאליהם ואף כפשוטים, בעוד המחשב מתקשה בהם מאד.

בדיוק לשם כך נוצר תחום חשוב במדעי המחשב. מחשוב קוגניטיבי (cognitive computing) הוא תחום בתוכנה המדמה את החשיבה האנושית. מדובר בתוכנות שאמורות להיות מסוגלות לבנות ולנתח ידע, לבצע תהליך ארוך ומשמעותי של למידה עצמית, להבין את המידע לעומקו, לנתח טקסטים בצורה תבונית ולתקשר עם בני אדם בדרך שמבינה מצבי רוח, הקשרים חברתיים ואישיים ועוד, בקיצור כל דבר מהמרכיבים הקטנים של השפה האנושית ועד לסתם ללמוד מהניסיון.

במחשוב הקוגניטיבי מנסים לשלב בין יכולות שונות, שחלקן בפיתוח כבר שנים רבות. למידת מכונה, כריית מידע, זיהוי עצמים יחודיים בתמונות, עיבוד שפה טבעית או איתור של דפוסים ותבניות במידע גולמי - כל אלה ואחרות אמורות לאפשר יצירה של מחשב שיכול לחקות את הדרך בה המוח האנושי עובד ולהפיק תוצאות ברמה גבוהה במיוחד.

אם זה מזכיר לכם תחומים כמו אינטליגנציה מלאכותית או למידת מכונה, זה לא מקרה. מדובר בתחומי מחקר קאובים ומשיקים בהרבה מובנים.

מטרת החוקרים והמהנדסים העוסקים בתחום המחשוב הקוגניטיבי להביא לכך שבעתיד יוכלו מחשבים לבצע משימות פשוטות עבור בני-אדם, כמו חשיבת מומחה והבנת השפה האנושית. כמובן שבצד פעולות "אנושיות" אלה ישלבו המחשבים גם את יכולותיהם המסורתיות כמו עיבוד נתונים בכמויות עצומות, מה שמוכר מתחום הביג דאטה, על מנת להפוך ליועצים נבונים לאנשי מקצוע בתחומים שונים, מרפואה ועד מדע והייטק.

ישומים נוספים שמצפים לפתח בעזרת מחשבים קוגניטיביים הם מערכות תקשורת בשפה טבעית, "נהגים ממוחשבים" ברכבים אוטונומיים (מכונית ללא נהג), עיבוד סמנטי, מנועי חיפוש לומדים ועוד.


הנה המחשוב הקוגניטיבי המודרני:

https://youtu.be/h22n80aT2FY


כך יסייעו בעתיד מערכות מיחשוב קוגניטיבי לחברות וארגונים:

https://youtu.be/WpA5IBDS9MQ


כחלק מהמסע לפיתוח מערכות מחשוב קוגנטיביות, חברת יבמ מנסה לפתח מערכות מחשב יצירתיות:

https://youtu.be/f9yrfO8ETpQ


מצגת וידאו שמראה מה מאפשרות מערכות מחשוב קוגניטיביות:

https://youtu.be/1mPO-rXcmaw


מומחים מחברת יבמ מסבירים על העתיד של המחשוב הקוגניטיבי:

https://youtu.be/xRamODPdU1U


והאם אנו מתקרבים למחשבים עם תודעה:

https://youtu.be/JTOMNkZJRao?long=yes

למידה חישובית

תרגום מכונה
איך פועלות תוכנות תרגום?



בספר "מדריך הטרמפיסט לגלקסיה" של דאגלס אדמס מוזכר "דג בבל". בספר תוקעים את הדג הזה באוזן וכך מבינים בלי הגבלה שפות שונות מכל שפות העולם. חברת יאהו קראה לשירות שלה על שמו Babel Fish והוא מתרגם טקסטים לבקשת הגולשים. כמו כל המתחרים, גם התוצאות של השירות המקוון הזה צנועות מעט יותר..

תרגום מכונה (Machine Translation) הוא פעולת תרגום משפה אחת לשפה אחרת שמבצעת תוכנת מחשב לבדה. בניגוד לתוכנת מילון, המתרגמת מילים בודדות, תרגום מכונה מתרגם טקסטים שלמים. תרגום מכונה כזה נקרא בשמות נוספים כמו "תרגום ממוחשב", "תרגום אוטומטי", או "תרגום באמצעות מחשב".

אחת הדוגמאות של שימוש בתרגום מכונה היא תוכנת התרגום של גוגל (Google Translate). תוכנה מקוונת זו היא כבר מזמן אגדה. לא שהיא הראשונה מסוגה והיא אפילו לא המהירה ביותר, אבל היא מתרגמת יותר שפות מכל תוכנה אחרת ועושה זאת לעיתים קרובות בצורה סבירה. אף על פי כן, היא מתרגמת בשגיאות רבות אל ומשפות שאינן שפות אירופיות. על אף שמבחינה טכנולוגית היא מהווה הישג של ממש, הרשת מלאה במקומות שבהם מוצגים התרגומים העילגים שלה באופן הומוריסטי ובלעג.

בניגוד לתוכנות התרגום אשר מבוססות על מסדי נתונים, נמנית גוגל טרנסלייט על התוכנות שמתבססות על לימוד וטעייה. תוכנה כזו לומדת ומתפתחת כל הזמן, על ידי כך שהיא נעזרת במשתמשים המתבקשים, במידה והם מוצאים שגיאות בתרגום, להזין לתוכנה את התיקונים שהם מציעים. כך התוכנה "לומדת" והולכת ומשפרת את כלי התרגום שלה ואת יכולת התרגום העתידי שתעשה.

יש חוקרים שסבורים שתרגום מכונה ללא סיוע אנושי יהיה אפשרי בעתיד והאדם יזכה בעתיד לתרגום מכונה מלא. אחרים סבורים שגם אם יחלפו עוד שנים רבות עד שהמחקר בתחום הזה יבשיל, לעולם לא יתקבל תרגום מכונה שהוא מושלם.

במדעי המחשב נקרא הענף שעוסק בין השאר בתרגום מכונה "עיבוד שפה טבעית", או בלועזית "Natural Language Processing", בקיצור NLP.


הנה תרגום סימולטני, בזמן אמת, של שיחות בתוכנת סקייפ:

https://youtu.be/LKB3FdgjexU


כך מתרגמות תוכנות תרגום בזמן אמת, על המקום:

https://youtu.be/X4BmV2t83SM


וזו הדרך שבה פועלת תוכנת תרגום של גוגל:

https://youtu.be/_GdSC1Z1Kzs


כך משתמש שחקן כדורגל כדי לתקשר עם המאמן שלו בעזרת תוכנת תרגום סלולארית:

https://youtu.be/oaVQxtzSkp4
Google Brain
מהי מערכת הלמידה העמוקה של גוגל?



למידת מכונה היא תחום שנחקר כבר עשרות שנים. בשנים האחרונות הוא הולך ומתפתח לכיוון של למידה עמוקה. מערכת הלמידה העמוקה הגדולה והמתקדמת בעולם כיום היא ה-Google Brain. זהו אחד מפרויקטי הבינה המלאכותית הגדולים בעולם. הפרויקט מנסה לפתח מוח ממוחשב מ-16,000 ליבות מחשבים ותוכנת מחשב שלומדת מתוך דוגמאות ומסיקה מסקנות בעצמה, תוך כדי התמודדות עם בעיות מורכבות במיוחד. משאבי המחשב שמוקדשים לפיתוח זה הם עצומים וכך גם התקציבים שחברת הענק משקיעה במחקר והפיתוח, כולל גיוס האנשים המתקדמים בעולם בתחום זה ושל המדען והעתידן הגאון ריי קורצווייל, שהסכים לעמוד בראש הפרויקט.

אבל למה גוגל צריכה מערכת למידה עמוקה? - היות ופיתוח של רשתות מחשב מבוססות נוירונים עולה המון כסף, חברת גוגל בעלת המיליארדים היא מהיחידות בעולם שיכולות להקצות משאבים לנושא. לרשת שמאפשרת את הלמידה של המחשב העמוק מוקצים עוד ועוד מחשבים. רק כך ניתן לדמות את אופן הפעולה של המוח האנושי.

וזה עוד כלום. ברצונם להגיע למאה טריליון קישורים בין נוירונים במחשב העל של גוגל, מגייסת החברה את מיטב חידושי הטכנולוגיה שיוצאים לשוק, כולל מעבדים מקביליים ומהירים ביותר, כרטיסי מסך גרפיים המכונים "GPU" ושפותחו עבור תעשיית המשחקים, ועד רכיבי מחשוב קוונטי. גוגל כה רצינית בשאיפות שלה בתחום זה, שהיא רוכשת חברות קטנות שעוסקות בתחום וכך קונה הן את הטכנולוגיות והידע שהן צברו והן את כוח האדם המעולה שלהן.


המלצה:
======
בתגית "למידה עמוקה" תוכלו לקרוא על עולם הבינה המלאכותית, המתבססת על רשת נוירונים כמו זו שבונה גוגל. שווה לקרוא גם בתגית "רשתות נוירונים".


הנה למידת המכונה:

https://youtu.be/59bMh59JQDo


כך מתבצעים פרויקטי הבינה המלאכותית הגדולים של גוגל ומתחרותיה:

https://youtu.be/gB_-LabED68


כך מסייעים מוחות טכנולוגיים עם למידה עמוקה לעולם להתקדם:

https://youtu.be/Dy0hJWltsyE


והנה סרטון עם מתיחה שבה גוגל הולכים להחליף את המוח האנושי:

https://youtu.be/fV52J7_7gss


הנה פרוייקט הגוגל בוקס והבעיות שהוא עורר:

https://youtu.be/5_EyoyHLnLI
ביג דאטה
מה זה ביג דאטה?



בעידן האינטרנט ורשתות המחשבים הגדולות והעולמיות מצטברות כמויות עצומות של מידע. התחום המדעי המכונה ביג דאטה (Big Data) עוסק בניהול של כמויות חסרות תקדים של מידע שמצטבר במאגרי נתונים ענקיים, תוך נסיון למצוא בו דפוסים ותבניות שיכולות לסייע בהפקת תועלת.

ההגדרה היפה של ביג-דאטה שאנו מכירים היא ש"ביג-דאטה הוא חתונה של סטטיסטיקה ומחשוב". ואכן, החתונה הזו מצליחה ליצור התפתחות לא רגילה בניתוח נתונים גולמיים בתחומי הרפואה, הכספים, המדעים ועוד. עולם הביג דאטה מתפתח במהירות וצפוי לשנות את חיינו בעתיד, בדרכים רבות.

באמצעות שירות "פלו טרנדס", למשל, חוזה כיום חברת גוגל מראש התפרצויות של מחלת השפעת. היא עושה זאת על סמך העליה בחיפושים שנערכים במנוע החיפוש שלה, של ביטויי חיפוש שקשורים למחלה, כמו חום, נזלת וכאבי שרירים. יש מחקרים שמצאו אמנם שגוגל לא הצליחה לחזות התפרצויות כאלה, אבל המאמץ נמשך..

אגב, בניגוד למחשבה שרק מחשבי-על הם שמעבדים את המידע לתחום הביג דאטה (קראו באאוריקה בתגית "ווטסון"), ישנן כיום מערכות שמטפלות בעיבוד נתונים כאלה, גם במחשבים רגילים.


הנה פרסומת שמציגה את הבעיה של עודף המידע ואת הפתרון בעיבודו:

http://youtu.be/TUiPQfydpB0


סרטון מתורגם לעברית על הביג דאטה:

http://youtu.be/j-0cUmUyb-Y?t=14s


והדרכים שבהן יתרמו המחשוב והביג דטה לעולם:

http://youtu.be/5LhTNMrxM5M


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.