» «
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 ייחודיים 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 קרובים 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.

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


הנה המחשוב הקוגניטיבי המודרני:

https://youtu.be/h22n80aT2FY



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


עולם זיהוי העצמים הממוחשב (מתורגם):

https://youtu.be/Cgxsv1riJhI?long=yes


והאם אנו מתקרבים למחשבים עם תודעה:

https://youtu.be/JTOMNkZJRao?long=yes
למידה עמוקה
מה ההבדל בין למידת מכונה ללמידה עמוקה?



הלמידה העמוקה (Deep Learning) היא טכנולוגיה שמאפשרת למערכות מחשב לחקות את פעולת המוח האנושי ולבצע למידה, תוך שיפור מתמיד המאפשר למערכת להיות חכמה יותר ויותר כל הזמן.

אבל מה ההבדל בין למידה עמוקה ללמידת מכונה?

בעוד שב"למידת מכונה" (Machine Learning) הלימוד הוא מתוך דאטה שתויג ואורגן מראש לשם כך, על ידי מאמני המכונה, מה שנקרא "דאטה מתויג" (Labeled data), הלמידה העמוקה לומדת מדאטה כמותי, לא מאורגן, מהמוני דוגמאות לא מזוהות או מסודרות. בתהליך זה תוכנת הלמידה העמוקה משקיעה ומייצרת את הסיווג וה"הבנה" של הדפוסים והסדר שמאפשר לה בהדרגה להבין את הדאטה הזה ולהפוך אותו לידע.

משום כך, ככל שמערכת למידה עמוקה פועלת וככל שהיא בשימוש - היא משתפרת, יודעת יותר ויכולה לבצע משימות מורכבות יותר ובהצלחה הולכת וגדלה.

ההבדל בין למידה עמוקה ללמידת מכונה הוא בסיסי. למידת מכונה מחייבת את המומחה לאתר תכונות מסוימות שעל פיהן הוא מאמן את המכונה, כלומר התוכנה, ללמוד. בלמידה עמוקה, לעומת זאת, לא נדרשת הפעילות המקדימה הזו בכדי שהמכונה תלמד. המומחה פשוט מזין למכונה המוני מקרים, בלמידה עמוקה אלה יהיו בדרך כלל תמונות, והוא נותן לתוכנה לאתר בהם מאפיינים, הבדלים, דפוסים וכדומה.

זה קצת דומה לשני טיפוסי מורים. יש את המורים שמתעקשים להגיש לתלמידים את הידע "על כפית" ולהראות להם על מה להביט בלמידה, בעוד אחרים, נקרא להם "המלמדים העמוקים", נותנים להם לאתר את ההבדלים, להעלות השערות לגבי דפוסי מידע וחלוקה, להסיק מסקנות וכדומה.

אז כך, ממש כמו התלמידים אצל "המורה העמוק", תוכנת הלמידה העמוקה מקבלת בלמידה כזו המון "הזדמנויות" ללמוד בעצמה, במקום הוראות מה לחפש בדאטה, כדי להבין בין המקרים.

זו, אגב, גם הביקורת של המדענים על השיטה הזו. הם גורסים שלא נדרש עוד ממדענים להבין בעיה כדי לפתור אותה. זה מביא לרדידות ולפתרון בעיות בניסוי וטעייה טכנולוגיים, במקום באמצעות תיאוריות מעמיקות ובחינתן באופן מדעי.


הנה הסבר יפה של הבדלי הבינה המלאכותית, למידת מכונה ולמידה עמוקה:

https://youtu.be/w-8MTXT_N6A


הסבר על הבדלים בין למידת מכונה ללמידה עמוקה:

https://youtu.be/-SgkLEuhfbg


הסבר פשוט של הלמידה העמוקה:

https://youtu.be/6M5VXKLf4D4


כך הולך ומתפתח עץ ההחלטות המשתפר של מערכת הלמידה העמוקה:

http://youtu.be/nSg4HKHdDs4


והרצאה אקדמית על למידה עמוקה (עברית):

https://youtu.be/z-aezi4W90o?long=yes
למידה עמוקה
מהי למידה עמוקה?



הלמידה העמוקה (Deep Learning) היא תחום מחקר בעולם המחשבים וספציפית בתחום "למידת המכונה" שמניח שהמחשב יכול ללמוד וללמד את עצמו, ממש כמו המוח האנושי. מטרתו הברורה של התחום הזה היא ליצור חיקוי ממוחשב של פעולת המוח האנושי.

בין שנות ה-70 לאמצע שנות ה-2000, רווחה אכזבה מאד גדולה מהביצועים של תחום הבינה המלאכותית. התחום שפעם הבטיח מהפכה של ממש בעולם המחשוב, "לא סיפק את הסחורה". התקופה הזו כונתה אז "החורף של הבינה המלאכותית".

אבל בשלב מסוים, בשנות האלפיים ואחרי שנים רבות של האכזבה, הפציעה האינטליגנציה המלאכותית מחדש, כשהפעם היא החלה לממש סוף כל סוף את ההבטחה מימי התום שלה. מחשבים מהירים פי מיליון, כמויות מידע עצומות שהחל להציע האינטרנט ושנאגרו על כונני ענק זולים ונגישים - כל אלה הבשילו לטכנולוגיה חזקה ומעשית - "הלמידה העמוקה".

התחום הזה הוא תת-תחום בתוך תחום "למידת המכונה", או כמו שאומרים המקצוענים הדיספלינה של "למידת המכונה" (ML). "למידת מכונה" הוא תת-תחום מרכזי בעולם האינטליגנציה המלאכותית.

המיוחד במערכות למידה עמוקה הוא היכולת שלהן ללמוד ולהשתפר כל הזמן ודי בעצמן. מפתחי מערכות כאלה בונים בשבילה מעין "רשת סמנטית". זו מערכת שמחקה את המערכת הנוירונים שבמוח האנושי וכאמור פועלת ולומדת כמוהו - ככל שהיא פועלת וככל שמשתמשים בה - היא משתפרת ו"יודעת" יותר.

מדובר בתחום חדש יחסית בעולם של חקר המערכות הלומדות. הוא נקרא גם "הלמידה החישובית" (Machine Learning). לטווח רחוק מטרת התחום היא פיתוח של מחשב שיוכל להחליף את החשיבה האנושית.

מערכת כזו תהיה מסוגלת לזהות תבניות ודפוסים בדיבור, תמונות, צלילים ועוד סוגי מידע, שהמערכות מתקשות כיום לעבד ולטפל בהם.

חשיבה עמוקה היא רק בתחילתה, אבל חוקרים נעזרו בה כבר לזיהוי מולקולות שייקשרו למטרות בגוף טוב יותר ומסתייעים בממצאים לפיתוח תרופות חדשות. מחשב או תוכנה שמצוידים ב"חשיבה עמוקה" מבינים כבר היום שפה אנושית במנועי חיפוש, בחיפוש קולי ובעוזרים דיגיטליים כמו "סירי" של חברת אפל ו"קורטנה" של מיקרוסופט. בעתיד יסיקו מערכות כאלה גם מסקנות ויקבלו החלטות בכוחות עצמן.

העתיד מבטיח מפיתוחים אלה מערכות רפואיות שמטפלות בחולים, אנליסטים ומומחים ממוחשבים לניהול כספים ומסחר במניות ועד למערכות ראיה ממוחשבת, שיוכלו לזהות עצמים במרחב ולסווג אותם, ללא צורך בהתערבות אנושית.

באמצעות חיקוי היכולת האנושית ללמוד, מצליחות מערכות למידה עמוקה גם ליצור ציורים, מוסיקה, סרטונים וטקסטים,להמליץ ללקוחות על רכישות, לייצר קריינות מלאכותית, לזהות עצמים ופנים מדויקות בתמונות וסרטונים, לאבחן מחלות, להפיק רווחים ממניות, להלביש פנים של מפורסמים על סרטי וידאו ועוד שלל יישומים.


המלצה:
======
קראו באאוריקה בתגית "Google Brain", על אחד מפרויקטי הבינה המלאכותית הגדולים ביותר אי פעם.


הנה טכנולוגיית הלמידה העמוקה והעתיד שהיא מסמנת, כולל הסכנות האפשריות:

http://youtu.be/IoP9akd44wk


כך עובדים על פיתוח המוח העמוק:

http://youtu.be/zLp-edwiGUU


הדגמה ויזואלית של עץ ההחלטות הגדל ומתפתח של מערכת חכמה:

http://youtu.be/nSg4HKHdDs4
ווטסון
מהו ווטסון, מחשב העל הלומד?



מחשב העל "ווטסון" (Watson) פותח על ידי חברת IBM והוא מחשב קוגניטיבי, כמעט המחשב החושב שדורות של מדעני מחשב דיברו על בואו, אי-שם בעתיד.

ווטסון נחשב היום המחשב החכם בעולם והחליף את "כחול עמוק", שגם הוא פותח על ידי אותה החברה וזכה להישג היסטורי וחסר תקדים, כשניצח בעבר את אלוף העולם בשחמט.

גם ווטסון, שנקרא על שם תומאס ווטסון, מייסד IBM, זכה להכרה בינלאומית. זה היה כשהיה הראשון שניצח בני אדם בשעשועון טריוויה בטלוויזיה. ווטסון השתתף אז 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 ואיך יבמ יצרה אותו:

https://youtu.be/AtdJ1DGJjXA


ווטסון מנצח בני אדם בשעשועון הידע הטלוויזיוני:

https://youtu.be/WFR3lOm_xhE


כיום הוא כלי מרכזי בניסיונות למצוא תרופה לסרטן:

https://youtu.be/HkEOJnn_zlg


כאן ווטסון לומד לבשל:

https://youtu.be/yrfMcNE0y9s


וכיום ווטסון פתוח לשימוש של סטארטאפים ומפתחים הזקוקים לכוח המחשוב המטורף שלו:

https://youtu.be/RBF4hhgAJJc

מחשוב קוגניטיבי

ווטסון
האם מחשב יכול להמציא מתכונים?



כמה שהדבר נראה אולי סתמי, המצאת מתכונים היא אחד הדברים המרתקים והקשים שמבצע המוח האנושי. אם זלזלתם בשף ההוא מהטלוויזיה או בחבר-טבח היצירתי שלכם, אז כדאי שתבינו שהמצאת מתכון היא פעולה מורכבת מאד. רק כדי שנדע - בניגוד ליצירה אמנותית שניתן ליהנות ממנה או להעריך אותה, גם אם היא מאד לא נעימה לנו, המתכון הלא-טעים יישפט אצלנו לחומרה בכל מקרה...

"ווטסון" מחשב העל של חברת IBM הוא מחשב חכם מאד, שזכה לפרסום עולמי לאחר שניצח מתחרים אנושיים בשעשועון ידע בטלוויזיה. אבל האם הוא יכול גם להיות יצירתי? - אם פעם יצירתיות נחשבה לתכונה של בני-אנוש ול"מותר האדם", הרי שההנחה הרווחת כיום בקרב מדעני המחשב היא שיצירתיות תושג בסופו של דבר בתוכנות ובמחשבים המתקדמים שמפותחים ויפותחו בעתיד, מחשבי-על שמצוידים בבינה מלאכותית.

אנשי חברת IBM התמקדו לאחרונה בתחום שהם מכנים "הבישול הקוגניטיבי". מרב המאמצים שלהם התרכז ביכולת לגרום לווטסון להמציא מתכונים טעימים. במסגרת הלימוד שווטסון יודע לבצע, הוא סרק מגוון עצום של מתכונים ורכיבי מזון שונים, ממטבחים רבים מכל קצוות תבל. ידע זה הצטרף לידע מדעי רב בתחום הכימיה, תורת המזון, פיזיולוגיה של בלוטות הטעם והעדפות אנושיות של טעמים.

בשלב הבא החל ווטסון להמציא מנות מקוריות משלו. אחרי זה יצא ספר מתכונים עם 65 מתכונים שהמציא ושנוסו בהצלחה על ידי שפים.

בכל מקרה, כל הפיתוח של מה שכבר זכה לשם "בישול קוגניטיבי" הוא ניסיון מרתק ליישם את הלמידה החישובית בתחום שבו היא מודגמת היטב ולהוציא מהמחשב יצירתיות, תכונה שעד ימינו הייתה שמורה רק לבני-אדם. דרך תחום שמוכר לכל אחד מאיתנו, מטבח ואוכל טוב, מוכיחים בחברת יבמ שגם בשלל תחומים אחרים ווטסון יאפשר הישגים מדהימים לא פחות ואולי אף הרבה יותר.


הנה אוטובוס שמחלק מנות שהמציא ווטסון ומתעניין בתגובות הציבור הרחב:

http://youtu.be/yrfMcNE0y9s


ווטסון ממציא שלל מתכונים חדשים:

https://youtu.be/CciMiJJrCd8


ואם זה כך אז אין פלא שכבר פותח שף רובוטי דוגמת זה:

https://youtu.be/SNy6fEuPWbc


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.