Как заставить компьютер принимать решения?

Концепция: Вспоминание - Формулирование - Прогнозирование

Луис Серрано, автор книги "Грокаем машинное обучение", предлагает представить, что компьютер — это очень старательный, но немного туповатый стажёр. Его нельзя просто попросить "принять решение". Ему нужно дать чёткий план действий.

Вот этот план из трёх шагов:

1. Вспоминание (The Remembering Step)

• Что это? Компьютер смотрит на данные, с которыми он уже сталкивался (так называемая "обучающая выборка").

• Что он делает? Он просто запоминает все эти примеры.

• Проще говоря: Это как если бы вы готовились к экзамену, просто прочитав и запомнив все билеты с ответами, не пытаясь понять закономерности.

Пример:
Допустим, мы учим компьютер определять, вкусный ли рецепт. Мы даём ему 5 примеров:

1. Пицца: много сыра -> ВКУСНО

2. Суп: пересолен -> НЕВКУСНО

3. Торт: много сахара -> ВКУСНО

4. Салат: свежие овощи -> ВКУСНО

5. Каша: без соли -> НЕВКУСНО

На этапе "Вспоминания" компьютер просто заучивает эту табличку.

2. Формулирование (The Formulating Step)

• Что это? Это самый важный и "умный" этап. Компьютер анализирует запомненные данные и пытается найти в них общую закономерность или правило.

• Что он делает? Он "придумывает" формулу, которая лучше всего объясняет данные.

• Проще говоря: Вместо тупого заучивания вы начинаете искать логику: "Ага, я заметил, что во всех вкусных блюдах есть либо сыр, либо сахар, либо свежие овощи. А невкусные — либо солёные, либо пресные".

Пример (продолжение):
Компьютер анализирует наши 5 рецептов и "формулирует" простое правило:

• ПРАВИЛО: Если в блюде есть "много сыра" ИЛИ "много сахара" ИЛИ "свежие овощи", то оно, скорее всего, ВКУСНОЕ. В противном случае — НЕВКУСНОЕ.

Эта формула — и есть наша "модель".

3. Прогнозирование (The Predicting Step)

• Что это? Применение найденного правила к новым, незнакомым данным.

• Что он делает? Компьютер использует сформулированную формулу, чтобы сделать прогноз или принять решение.

• Проще говоря: Вы используете выведенное правило на экзамене, чтобы ответить на новый вопрос, которого не было в билетах.

Пример (продолжение):
Нам попадается новый рецепт: "Жареная картошка с солью".
Компьютер применяет своё правило:

1. Проверяем: есть ли "много сыра"? -> НЕТ.

2. Есть ли "много сахара"? -> НЕТ.

3. Есть ли "свежие овощи"? -> Картошка — это овощ, но он жареный, а не свежий. Значит, тоже НЕТ.

ПРОГНОЗ: Поскольку ни одно из условий "вкусности" не выполняется, компьютер предсказывает: "НЕВКУСНО".

Подведем итоги

• Это каркас для ЛЮБОГО алгоритма ML. От самых простых до сложнейших нейросетей — все они, по сути, следуют этой трёхшаговой схеме.

• Показывает разницу между зубрёжкой и пониманием. "Вспоминание" — это тупая память, а "Формулирование" — это настоящее обучение и обобщение.

• Объясняет, почему важны данные. Без хороших данных на этапе "Вспоминания" компьютер не сможет сформулировать хорошее правило на этапе "Формулирования".