Neyron Şəbəkələri (Neural Networks): Əsas Prinsiplər və Tətbiqlər
Neyron şəbəkələri, maşın öyrənməsinin və süni zəkanın əsas alətlərindən biridir və təbii olaraq insan beyninin işləmə prinsipinə bənzəyən strukturlara malikdir. Bu alqoritmlər, verilənlərdəki kompleks nümunələri öyrənmək və təhlil etmək üçün istifadə edilir. Neyron şəbəkələri, xüsusilə dərin öyrənmə (deep learning) sahəsindəki ən güclü metodlardan biri hesab edilir və geniş sahələrdə tətbiq olunur.
Neyron Şəbəkələrinin Əsas Prinsipləri
1. Neyron və Şəbəkə Arxitekturası
Neyron şəbəkələri, əsasən üç əsas hissədən ibarət olan təbəqələrdən (layers) ibarətdir:
• Giriş təbəqəsi (Input Layer): Bu təbəqə verilənləri şəbəkəyə daxil edir. Verilənlər (məsələn, şəkillər, mətnlər və ya digər məlumatlar) bu təbəqəyə gəlir.
• Gizli təbəqələr (Hidden Layers): Bu təbəqələr şəbəkənin “çalışma” hissəsidir və məlumatın işlənməsi burada baş verir. Gizli təbəqələrdəki neyronlar, məlumatı daha mürəkkəb şəkildə emal edərək növbəti təbəqəyə ötürür.
• Çıxış təbəqəsi (Output Layer): Bu təbəqə şəbəkənin cavabını təqdim edir. Klassifikasiya problemlərində, məsələn, bu təbəqə müxtəlif kateqoriyaların ehtimalını verə bilər.
2. Aktivasiya Funksiyaları
Hər bir neyronun çıxışını təyin edən aktivasiya funksiyası şəbəkənin əsas hissəsidir. Aktivasiya funksiyaları, neyronun müəyyən bir girişə görə çıxışını hesablamağa imkan verir və şəbəkənin qeyri-xətti münasibətləri öyrənməsini təmin edir. Bəzi məşhur aktivasiya funksiyaları:
• Sigmoid: Çıxışını [0, 1] intervalında verir və xüsusilə ikili təsnifat üçün istifadə olunur.
• ReLU (Rectified Linear Unit): Çoxsaylı problemlərdə effektiv olan və çıxışı 0 ilə müsbət sonsuz arasında olan aktivasiya funksiyasıdır.
• Tanh: Sigmoid funksiyasına bənzəyir, lakin çıxışı [-1, 1] intervalında olur.
3. Əsas Prinsip – Geri Yayılma (Backpropagation)
Neyron şəbəkələrinin öyrənmə prosesi, geri yayılma alqoritmi ilə idarə olunur. Bu metod, şəbəkənin çıxış təbəqəsində yaranan səhvləri tapır və bu səhvləri geri yayaraq şəbəkənin çəkilərini yeniləyir. Bu, şəbəkənin düzgün nəticələrə yaxınlaşmasını təmin edir. Geri yayılma, optimallaşdırma və öyrənmə prosesini sürətləndirən ən əsas mexanizmdir.
Dərin Neyron Şəbəkələri (Deep Neural Networks – DNN) və İleri Dərin Öyrənmə
Neyron şəbəkələri daha mürəkkəb və dərin strukturlara malik olduqda, bu şəbəkələrə dərin neyron şəbəkələri deyilir. Dərin öyrənmə, bir neçə gizli təbəqənin istifadə edildiyi modelləri əhatə edir və bu, şəbəkənin daha mürəkkəb və qeyri-xətti əlaqələri öyrənməsinə imkan verir.
Dərin öyrənmə modelləri çox böyük verilənlər dəstləri ilə təlim edilə bilər və müasir süni zəka tətbiqlərində geniş şəkildə istifadə olunur. Bu modellər, yüksək səviyyəli xüsusiyyətləri (məsələn, şəkil və ya mətnin abstrakt anlayışlarını) təhlil etmək üçün təkmilləşdirilmişdir.
Neyron Şəbəkələrinin Əsas Növləri
1. Konvolyusiya Neyron Şəbəkələri (Convolutional Neural Networks – CNN)
Konvolyusiya neyron şəbəkələri, xüsusilə şəkil və video işləmə sahəsində istifadə olunur. CNN-lər, görüntülərdəki xüsusiyyətləri (məsələn, kənarlar, formalar və mətnlər) tapmaq üçün xüsusi konvolyusiya qatları istifadə edir. Bu qatlar şəkil üzərində hərəkət edərək əsas məlumatları çıxarır.
• Tətbiqlər:
• Şəkil və video tanıma.
• Obraz sinifləndirməsi (məsələn, tibbi görüntü analizi).
• Avtomatik etiketləmə.
2. Təkrarlanan Neyron Şəbəkələri (Recurrent Neural Networks – RNN)
RNN-lər zamanla dəyişən verilənlər üzərində işləmək üçün nəzərdə tutulub. Bu şəbəkələr, əvvəlki zaman addımlarından məlumatları yadda saxlaya bilir və bu, onları təbii dil işləmə (NLP) və zaman seriyası analizi kimi sahələrdə faydalı edir.
• Tətbiqlər:
• Təbiət dili işləmə (NLP).
• Nitq tanıma.
• Zaman seriyaları analizi (məsələn, maliyyə bazarları proqnozlaşdırma).
3. Uzun Qısa Müddətli Yaddaş (Long Short-Term Memory – LSTM)
LSTM, RNN-lərin təkmilləşdirilmiş versiyasıdır və uzun müddətli əlaqələri yadda saxlamaq üçün optimallaşdırılmışdır. LSTM-lər, daha mürəkkəb və uzun ardıcıllıq verilənləri ilə işləmək üçün geniş istifadə olunur.
• Tətbiqlər:
• Nitq təhlili.
• Tərcümə və mətndən məna çıxarma.
• Musiqi yaradılması.
Neyron Şəbəkələrinin Tətbiq Sahələri
1. Şəkil və Video Tanıma
Konvolyusiya neyron şəbəkələri (CNN) xüsusilə şəkil və video analizi sahəsində geniş istifadə olunur. Şəkil tanıma, obyekt aşkarı, üz tanıma və tibbi görüntü analizi kimi tətbiqlər bu sahəyə daxildir.
2. Təbii Dil Emalı (NLP)
RNN və LSTM modelləri, təbii dilin işlənməsi və təhlilində mühüm rol oynayır. Bu modellər mətni başa düşmək, tərcümə etmək və mətnin mənasını çıxarmaq üçün istifadə edilir.
3. Avtonom Nəqliyyat və Robotik İdarəetmə
Neyron şəbəkələri, avtonom nəqliyyat vasitələrinin idarə edilməsi və robotların mühitlə qarşılıqlı əlaqədə olması üçün istifadə edilir. Bu tətbiqlər, agentlərin mühitə uyğunlaşmasını və müstəqil qərarlar qəbul etməsini təmin edir.
4. Səhiyyə və Tibbi Proqnozlaşdırma
Neyron şəbəkələri, tibbi görüntüləri təhlil etmək və xəstəliklərin proqnozlaşdırılmasında da istifadə olunur. Bu, tibbi müayinələr və erkən diaqnozlar üçün çox vacibdir.
Nəticə
Neyron şəbəkələri, süni zəka və maşın öyrənməsinin ən mühüm və təsirli alətlərindən biridir. Konvolyusiya neyron şəbəkələri (CNN) və təkrarlanan neyron şəbəkələri (RNN) kimi növlər, şəkil tanıma, təbii dil emalı və robotik tətbiqlərdə geniş istifadə olunur. LSTM və digər dərin öyrənmə metodları, daha mürəkkəb və yüksək ölçülü verilənlərlə işləyərək çox dəqiq və güclü nəticələr əldə etməyə imkan verir. Neyron şəbəkələrinin tətbiq sahələri çox genişdir və müasir süni zəka sistemlərində kritik rol oynayır.
Müəllif: Taleh Binnatov
