Глоссариум по искусственному интеллекту: 2500 терминов. Том 1

Восприятие речи (Speech perception) – это процесс, посредством которого звуки языка слышатся, интерпретируются и понимаются. Изучение восприятия речи тесно связано с областями фонологии и фонетики в лингвистике и когнитивной психологии и восприятием в психологии. Исследования в области восприятия речи направлены на то, чтобы понять, как люди-слушатели распознают звуки речи и используют эту информацию для понимания разговорной речи. Исследования восприятия речи находят применение в создании компьютерных систем, способных распознавать речь, в улучшении распознавания речи для слушателей с нарушениями слуха и языка, а также в обучении иностранному языку157.

Врата забвения (Forget gate) – это часть ячейки долговременно-кратковременной памяти, которая регулирует поток информации, проходящий через ячейку. Врата забвения поддерживают контекст, решая, какую информацию следует отбросить из ячейки158.

Вращательная инвариантность (Rotational invariance) в задаче классификации изображений – это способность алгоритма успешно классифицировать изображения даже при изменении ориентации изображения. Например, алгоритм все еще может идентифицировать теннисную ракетку, направлена ли она вверх, вбок или вниз159.

Временная сложность (Time complexity) – это вычислительная сложность, описывающая время, необходимое для выполнения алгоритма. Временная сложность обычно оценивается путем подсчета количества элементарных операций, выполняемых алгоритмом, при условии, что выполнение каждой элементарной операции занимает фиксированное количество времени. Таким образом, время и количество элементарных операций, выполняемых алгоритмом, различаются не более чем на постоянный множитель160.

Временной ряд (Time Series) – это последовательность точек данных, записанных в определенное время и проиндексированных в соответствии с порядком их появления161.

Временные данные (Temporal data) – это зафиксированные данные, показывающие состояние во времени162.

Временные ряды (Time series) – это наблюдения за переменной, сделанные во времени. Многие экономические исследования, такие как Международная финансовая статистика МВФ, представляют собой файлы данных временных рядов. Своего рода временные ряды также могут быть построены на основе перекрестного исследования, если одни и те же вопросы задаются более одного раза в течение времени163.

Вспомогательный интеллект (Assistive intelligence) – это системы на основе ИИ, которые помогают принимать решения или выполнять действия.

Встраивание (внедрение слов) (Embedding (Word Embedding)) – это один экземпляр некоторой математической структуры, содержащийся в другом экземпляре, например, группа, являющаяся подгруппой164.

Встраивание пространства (Embedding space) – это D-мерное векторное пространство, в которое сопоставляются признаки из векторного пространства более высокой размерности. В идеале пространство вложения содержит структуру, дающую значимые математические результаты; например, в идеальном пространстве вложений сложение и вычитание вложений могут решать задачи аналогии слов. Скалярный продукт двух вложений является мерой их сходства165.

Встраивание слов (Word embedding (Vector representation of words)) – это термин (в обработке естественного языка – natural language processing), используемый для представления слов для анализа текста, обычно в форме вектора с действительным знаком, который кодирует значение слова таким образом, что слова, которые находятся ближе в векторном пространстве, становятся ближе по смыслу. Вложения слов можно получить с помощью набора методов языкового моделирования и изучения признаков, в которых слова или фразы из словаря сопоставляются с векторами действительных чисел166.

Входной слой (Input layer) – это первый слой в нейронной сети, который принимает входящие сигналы и передает их на последующие уровни167.

Вторичный анализ (Secondary analysis) – это процесс пересмотра существующих данных для решения новых вопросов или использования ранее не использовавшихся методов168.

Выбор действия (Action selection) – это процесс, включающий алгоритм, как разработанная интеллектуальная система будет реагировать на данную проблему. Обычно это область, изучаемая в психологии, робототехнике и искусственном интеллекте. Выбор действий является синонимом принятия решений и поведенческого выбора. Собранные данные исследуются и разбиваются для того, чтобы можно было адаптировать их к искусственным системам, таким как робототехника, видеоигры и программирование искусственного интеллекта169.

Выбор переменных (Feature selection) – это выбор признаков, также известный как выбор переменных, выбор атрибутов или выбор подмножества переменных, представляет собой процесс выбора подмножества соответствующих признаков (переменных, предикторов) для использования в построении модели170.

Выборка (Sampling) – это использование при анализе информации не всего объема данных, а только их части, которая отбирается по определенным правилам (выборка может быть случайной, стратифицированной, кластерной и квотной).

Выборка кандидатов (Candidate sampling) — это оптимизация времени обучения, при которой вероятность рассчитывается для всех положительных меток, но только для случайной выборки отрицательных меток. Например, если нам нужно определить, является ли входное изображение биглем или ищейкой, нам не нужно указывать вероятности для каждого примера, не связанного с собакой171.

Выбросы (Outliers) – это точки данных, которые значительно отличаются от других, присутствующих в данном наборе данных. Наиболее распространенные причины выбросов в наборе данных: Ошибки ввода данных. Ошибка измерения. Ошибки эксперимента. Преднамеренные ошибки. Ошибки обработки данных. Ошибки выборки. Естественный выброс172.

Вывод (Inference) в искусственном интеллекте и машинном обучении – это составление прогнозов путем применения обученной модели к немаркированным примерам173.

Выделение признаков (Feature extraction) – это разновидность абстрагирования, процесс снижения размерности, в котором исходный набор исходных переменных сокращается до более управляемых групп признаков для дальнейшей обработки, оставаясь при этом достаточным набором для точного и полного описания исходного набора данных. Выделение признаков используется в машинном обучении, распознавании образов и при обработке изображений. Выделение признаков начинает с исходного набора данных, выводит вторичные значения (признаки), для которых предполагается, что они должны быть информативными и не должны быть избыточными, что способствует последующему процессу обучения машины и обобщению шагов, а в некоторых случаях ведёт и к лучшей человеческой интерпретацией данных174.

Выполнение графа (Graph execution) – это среда программирования TensorFlow, в которой программа сначала строит граф, а затем выполняет весь или часть этого графа. Выполнение графа – это режим выполнения по умолчанию в TensorFlow 1.x175.

Выполнимость (Satisfiability). В математической логике выполнимость и достоверность – это элементарные понятия семантики. Формула выполнима, если можно найти интерпретацию (модель), которая делает формулу истинной. Формула действительна, если все интерпретации делают ее истинной. Противоположностями этих понятий являются невыполнимость и недействительность, то есть формула невыполнима, если ни одна из интерпретаций не делает формулу истинной, и недействительна, если какая-либо такая интерпретация делает формулу ложной176.

Выпрямленный линейный блок (Rectified Linear Unit) – это блок, использующий функцию выпрямителя в качестве функции активации177.

Выпуклая оптимизация (Convex optimization) – это процесс использования математических методов, таких как градиентный спуск, для нахождения минимума выпуклой функции. Многие исследования в области машинного обучения были сосредоточены на формулировании различных задач выпуклой оптимизации и более эффективном решении этих проблем178.

Выпуклая функция (Convex function) – это функция, в которой область над графиком функции представляет собой выпуклое множество. Прототип выпуклой функции имеет форму буквы U. Строго выпуклая функция имеет ровно одну точку локального минимума. Классические U-образные функции являются строго выпуклыми функциями. Однако некоторые выпуклые функции (например, прямые) не имеют U-образной формы. Многие распространенные функции потерь, являются выпуклыми функциями: L2 loss; Log Loss; L1 regularization; L2 regularization. Многие варианты градиентного спуска гарантированно находят точку, близкую к минимуму строго выпуклой функции. Точно так же многие варианты стохастического градиентного спуска имеют высокую вероятность (хотя и не гарантию) нахождения точки, близкой к минимуму строго выпуклой функции. Сумма двух выпуклых функций (например, L2 loss + L1 regularization) является выпуклой функцией. Глубокие модели никогда не бывают выпуклыми функциями. Примечательно, что алгоритмы, разработанные для выпуклой оптимизации, в любом случае имеют тенденцию находить достаточно хорошие решения в глубоких сетях, даже если эти решения не гарантируют глобальный минимум179,180.

Выпуклое множество (Convex set) – это подмножество евклидова пространства, при этом, линия, проведенная между любыми двумя точками в подмножестве, остается полностью внутри подмножества181.

Выходной слой (Output layer) – это последний слой нейронов в искусственной нейронной сети, который производит заданные выходные данные для программы182.

Вычисление (Computation) – это любой тип арифметического или неарифметического вычисления, которое следует четко определенной модели (например, алгоритму)183.

Вычисления GPU (GPU computing) – это использование графического процессора в качестве сопроцессора для ускорения центральных процессоров для научных и инженерных вычислений общего назначения. Графический процессор ускоряет приложения, работающие на ЦП, разгружая некоторые ресурсоемкие и трудоемкие части кода. Остальная часть приложения по-прежнему работает на процессоре. С точки зрения пользователя, приложение работает быстрее, потомучто оно использует вычислительную мощность графического процессора с массовым параллелизмом для повышения производительности. Это явление известно как «гетерогенные» или «гибридные» вычисления.

Вычислительная задача (Computational problem) – это одна из трех типов математических задач, решение которых необходимо получить численно. Вычислительная задача называется хорошо обусловленной, если малым погрешностям входных данных соответствуют малые погрешности решения и плохо обусловленной, если малым погрешностям входных данных могут соответствовать сильные изменения в решении184.

Вычислительная кибернетика (Computational cybernetics) – это интеграция кибернетики и методов вычислительного интеллекта185.

Вычислительная математика (Computational mathematics) – это раздел математики, включающий круг вопросов, связанных с производством разнообразных вычислений. В более узком понимании вычислительная математика – теория численных методов решения типовых математических задач. Современная вычислительная математика включает в круг своих проблем изучение особенностей вычисления с применением компьютеров. Вычислительная математика обладает широким кругом прикладных применений для проведения научных и инженерных расчётов. На её основе в последнее десятилетие образовались такие новые области естественных наук, как вычислительная химия, вычислительная биология и так далее186.

Вычислительная нейробиология (Computational neuroscience) – это междисциплинарная наука, целью которой является объяснение в терминах вычислительного процесса того, как биологические системы, составляющие нервную систему, продуцируют поведение. Она связывает нейробиологию, когнитивистику и психологию с электротехникой, информатикой, вычислительной техникой, математикой и физикой187,188.

Вычислительная система (Computing system) – это предназначенные для решения задач и обработки данных (в том числе вычислений) программно-аппаратный комплекс или несколько взаимосвязанных комплексов, образующих единую инфраструктуру189.

Вычислительная статистика (Computational statistics) – это применение принципов информатики и разработки программного обеспечения для решения научных задач. Она включает в себя использование вычислительного оборудования, сетей, алгоритмов, программирования, баз данных и других предметно-ориентированных знаний для разработки симуляций физических явлений для запуска на компьютерах. Вычислительная статистика пересекает дисциплины и может даже включать гуманитарные науки190,191.

Вычислительная теория чисел, также известная как алгоритмическая теория чисел (Computational number theory) – это изучение вычислительных методов для исследования и решения проблем в теории чисел и арифметической геометрии, включая алгоритмы проверки простоты и численной факторизации, поиска решений диофантовых уравнений и явных методов в арифметической геометрии. Теория вычислительных чисел имеет приложения к криптографии, включая RSA, криптографию на эллиптических кривых и постквантовую криптографию, и используется для исследования гипотезы и открытой проблемы теории чисел, включая гипотезу Римана, гипотезу Берча и Суиннертона-Дайера, гипотезу ABC, гипотезу модульности, гипотезу Сато-Тейта и явные аспекты программы Ленглендса192,193.

Вычислительная химия (Computational chemistry) – это раздел химии, в котором математические методы используются для расчёта молекулярных свойств, моделирования поведения молекул, планирования синтеза, поиска в базах данных и обработки комбинаторных библиотек194,195,196.

Вычислительная эффективность агента или обученной модели (Computational efficiency of an agent or a trained model) – это количество вычислительных ресурсов, необходимых агенту для решения задачи на стадии инференса197.

Вычислительная эффективность интеллектуальной системы (Computational efficiency of an intelligent system) – это количество вычислительных ресурсов, необходимых для обучения интеллектуальной системы с определенным уровнем производительности на том или ином объеме задач198.

Вычислительные блоки (Computing units) – это блоки, которые работают как фильтр, который преобразовывает пакеты по определенным правилам. Набор команд вычислителя может быть ограничен, что гарантирует простую внутреннюю структуру и достаточно большую скорость работы199.

Вычислительные модули (Computing modules) – это подключаемые специализированные вычислители, предназначенные для решения узконаправленных задач, таких, как ускорение работы алгоритмов искусственных нейронных сетей, компьютерное зрение, распознавание по голосу, машинное обучение и другие методы искусственного интеллекта, построены на базе нейронного процессора – специализированного класса микропроцессоров и сопроцессоров (процессор, память, передача данных).

Вычислительный интеллект (Computational intelligence) – это ответвление искусственного интеллекта. Как альтернатива классическому искусственному интеллекту, основанному на строгом логическом выводе, он опирается на эвристические алгоритмы, используемые, например, в нечёткой логике, искусственных нейронных сетях и эволюционном моделировании.

Вычислительный юмор (Computational humor) – это раздел компьютерной лингвистики и искусственного интеллекта, использующий компьютеры для исследования юмора200.

Выявление аномалий (также обнаружение выбросов) (Anomaly detection) – это опознавание во время интеллектуального анализа данных редких данных, событий или наблюдений, которые вызывают подозрения ввиду существенного отличия от большей части данных. Обычно аномальные данные характеризуют некоторый вид проблемы, такой как мошенничество в банке, структурный дефект, медицинские проблемы или ошибки в тексте. Аномалии также упоминаются как выбросы, необычности, шум, отклонения или исключения201,202.

«Г»

Генеративно-состязательная сеть (Generative Adversarial Network) – это алгоритм машинного обучения без учителя, построенный на комбинации из двух нейронных сетей, одна из которых (сеть G) генерирует образцы, а другая (сеть D) старается отличить правильные («подлинные») образцы от неправильных. Так как сети G и D имеют противоположные цели – создать образцы и отбраковать образцы – между ними возникает антагонистическая игра. Генеративно-состязательную сеть описал Ян Гудфеллоу из компании Google в 2014 году. Использование этой техники позволяет, в частности, генерировать фотографии, которые человеческим глазом воспринимаются как натуральные изображения. Например, известна попытка синтезировать фотографии кошек, которые вводят в заблуждение эксперта, считающего их естественными фото. Кроме того, GAN может использоваться для улучшения качества нечётких или частично испорченных фотографий203.

Генеративные модели (Generative model) – это семейство архитектур ИИ, целью которых является создание образцов данных с нуля. Они достигают этого, фиксируя распределение данных того типа вещей, которые мы хотим генерировать. На практике модель может создать (сгенерировать) новые примеры из обучающего набора данных. Например, генеративная модель может создавать стихи после обучения на наборе данных сборника Пушкина204.

Генеративный ИИ (Generative AI) – это метод ИИ, который изучает представление артефактов из данных и использует его для создания совершенно новых, полностью оригинальных артефактов, сохраняющих сходство с исходными данными205.

Генератор (Generator) – это подсистема в генеративно-состязательной сети, которая создает новые примеры206.

Генерация естественного языка (Natural language generation, NLG) – это подмножество обработки естественного языка. В то время как понимание естественного языка сосредоточено на понимании компьютерного чтения, генерация естественного языка позволяет компьютерам писать. NLG – это процесс создания текстового ответа на человеческом языке на основе некоторых входных данных. Этот текст также можно преобразовать в речевой формат с помощью служб преобразования текста в речь. NLG также включает в себя возможности суммирования текста, которые генерируют сводки из входящих документов, сохраняя при этом целостность информации207.

Генерация кандидатов (Candidate generation) – это первый этап рекомендации. По запросу система генерирует набор релевантных кандидатов208.

Генерация речи (Speech generation) – это задача создания речи из какой-либо другой модальности, такой как текст, движения губ и т. д. Также под синтезом речи понимается компьютерное моделирование человеческой речи. Оно используется для преобразования письменной информации в слуховую там, где это более удобно, особенно для мобильных приложений, таких как голосовая электронная почта и единая система обмена сообщениями. Синтез речи также используется для помощи слабовидящим, так что, например, содержимое экрана дисплея может быть автоматически прочитано вслух слепому пользователю. Синтез речи является аналогом речи или распознавания голоса.

Генетический алгоритм (Genetic Algorithm) – это эвристический алгоритм поиска, используемый для решения задач оптимизации и моделирования путём случайного подбора, комбинирования и вариации искомых параметров с использованием механизмов, аналогичных естественному отбору в природе. Генетический алгоритм требует генетического представления решения и функции пригодности для оценки решения209.

Генетический оператор (Genetic operator) – это оператор, используемый в генетических алгоритмах для направления алгоритма к решению данной проблемы. Существует три основных типа операторов (мутация, скрещивание и отбор), которые должны работать в сочетании друг с другом, чтобы алгоритм был успешным210.

Геномные данные (Genomic data) – этот термин относится к данным генома и ДНК организма. Они используются в биоинформатике для сбора, хранения и обработки геномов живых существ. Геномные данные обычно требуют большого объема памяти и специального программного обеспечения для анализа211.

Гетероассоциативная память (Hetero Associative memory) – это память, похожа на сеть автоассоциативной памяти, это также однослойная нейронная сеть. Однако в этой сети входной обучающий вектор и выходные целевые векторы не совпадают. Веса определяются таким образом, чтобы сеть хранила набор шаблонов. Гетероассоциативная сеть носит статический характер, следовательно, в ней не будет нелинейных операций и операций с запаздыванием. Архитектура, как показано на следующем рисунке, архитектура сети гетероассоциативной памяти имеет «n» количество входных обучающих векторов и «m» количество выходных целевых векторов212.

Гибридизация человека и машины (Human-machine hybridization) – это технология, позволяющая соединить человеческое тело и технологическую систему. Текущий подход к разработке интеллектуальных систем (например, на основе технологий искусственного интеллекта) в основном ориентирован на данные. Он имеет ряд ограничений: принципиально невозможно собрать данные для моделирования сложных объектов и процессов; обучение нейронных сетей требует огромных вычислительных и энергетических ресурсов; и решения не объяснимы. Современные системы ИИ (основанные на узком ИИ) вряд ли можно считать интеллектом. Это скорее следующий уровень автоматизации человеческого труда. Перспективной концепцией, лишенной вышеуказанных ограничений, является концепция гибридного интеллекта, объединяющая сильные стороны узкого ИИ и возможности человека. Гибридные интеллектуальные системы обладают следующими ключевыми особенностями: Когнитивная интероперабельность – позволяет искусственным и естественным интеллектуальным агентам легко общаться для совместного решения проблемы; Взаимная эволюция (коэволюция) – позволяет гибридной системе развиваться, накапливать знания и формировать общую онтологию предметной области. Ядром гибридизации человеко-машинного интеллекта является функциональная совместимость биологических и технических систем на разных уровнях от физических сигналов до когнитивных моделей213.

Гибридные модели (Hybrid models) – это комбинации моделей на основе данных с «классическими» моделями, а также комплексирование различных методов искусственного интеллекта214.

Гибридный суперкомпьютер (Hybrid supercomputer) – это вычислительная система, объединяющая ЦП традиционной архитектуры (например, x86) и ускорители, например, на вычислительных графических процессорах215.

Гиперпараметр (настройка гиперпараметра) (Hyperparameter) – в машинном обучении – это параметры алгоритмов, значения которых устанавливаются перед запуском процесса обучения. Гиперпараметры используются для управления процессом обучения216.

Гипер-эвристика (Hyper-heuristic) – это эвристический метод решения задачи, который стремится автоматизировать, часто путем включения методов машинного обучения, процесс выбора, объединения, генерации или адаптации нескольких более простых эвристик (или компонентов таких эвристик) для эффективного решения задач вычислительного поиска. Одной из мотиваций для изучения гипер-эвристики является создание систем, которые могут обрабатывать классы проблем, а не решать только одну проблему217.

Глубина (Depth) – это количество слоев (включая любые встраивающие слои) в нейронной сети, которые изучают веса. Например, нейронная сеть с 5 скрытыми слоями и 1 выходным слоем имеет глубину 6218.