العدد : ١٦٩١٦ - الثلاثاء ١٦ يوليو ٢٠٢٤ م، الموافق ١٠ محرّم ١٤٤٦هـ

العدد : ١٦٩١٦ - الثلاثاء ١٦ يوليو ٢٠٢٤ م، الموافق ١٠ محرّم ١٤٤٦هـ

مقالات

تكنولوجيات: الشبكة العصبية التكاثفية في التعلم العميق

الأحد ٢٥ يونيو ٢٠٢٣ - 02:00

في‭ ‬العقود‭ ‬القليلة‭ ‬الماضية،‭ ‬أثبتت‭ ‬تقنية‭ ‬التعلم‭ ‬العميق‭ (‬Deep‭ ‬Learning‭) ‬أنها‭ ‬أداة‭ ‬قوية‭ ‬جدًا‭ ‬بسبب‭ ‬قدرتها‭ ‬على‭ ‬التعامل‭ ‬مع‭ ‬كميات‭ ‬كبيرة‭ ‬من‭ ‬البيانات‭. ‬لقد‭ ‬تجاوز‭ ‬اهتمام‭ ‬استخدام‭ ‬الطبقات‭ ‬المخفية‭ ‬التقنيات‭ ‬التقليدية،‭ ‬وخاصة‭ ‬في‭ ‬مجال‭ ‬التعرف‭ ‬على‭ ‬الأنماط‭. ‬واحدة‭ ‬من‭ ‬أشهر‭ ‬الشبكات‭ ‬العصبية‭ ‬العميقة‭ ‬هي‭ ‬الشبكات‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭ ‬

‭ (‬Convolutional‭ ‬Neural‭ ‬Networks‭)‬،‭ ‬المعروفة‭ ‬أيضًا‭ ‬بـ‭ ‬CNN‭  ‬أو‭ ‬ConvNet‭ ‬في‭ ‬مجال‭ ‬التعلم‭ ‬العميق،‭ ‬خاصة‭ ‬عندما‭ ‬يتعلق‭ ‬الأمر‭ ‬بتطبيقات‭ ‬رؤية‭ ‬الحاسوب‭.‬

منذ‭ ‬الخمسينيات‭ ‬من‭ ‬القرن‭ ‬الماضي،‭ ‬وفي‭ ‬الأيام‭ ‬الأولى‭ ‬للذكاء‭ ‬الاصطناعي،‭ ‬كان‭ ‬الباحثون‭ ‬يكافحون‭ ‬لإنشاء‭ ‬نظام‭ ‬يمكنه‭ ‬فهم‭ ‬البيانات‭ ‬البصرية‭. ‬في‭ ‬السنوات‭ ‬التالية‭ ‬أصبح‭ ‬هذا‭ ‬المجال‭ ‬يُعرف‭ ‬برؤية‭ ‬الحاسوب‭. ‬في‭ ‬عام‭ ‬2012‭ ‬قامت‭ ‬مجموعة‭ ‬من‭ ‬الباحثين‭ ‬في‭ ‬جامعة‭ ‬تورنتو‭ ‬بخطوة‭ ‬كبيرة‭ ‬في‭ ‬مجال‭ ‬رؤية‭ ‬الحاسوب‭ ‬عندما‭ ‬قاموا‭ ‬بتطوير‭ ‬نموذج‭ ‬ذكاء‭ ‬اصطناعي‭ ‬يفوق‭ ‬أفضل‭ ‬خوارزميات‭ ‬التعرف‭ ‬على‭ ‬الصور،‭ ‬وذلك‭ ‬بفارق‭ ‬كبير‭.‬

نظام‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬الذي‭ ‬أصبح‭ ‬معروفًا‭ ‬باسم‭ ‬أليكسنت‭ (‬مسمى‭ ‬على‭ ‬اسم‭ ‬مبتكره‭ ‬الرئيسي،‭ ‬أليكس‭ ‬كريزيفسكي‭) ‬فاز‭ ‬في‭ ‬مسابقة‭ ‬ImageNet‭ ‬لرؤية‭ ‬الحاسوب‭ ‬في‭ ‬عام‭ ‬2012‭ ‬بدقة‭ ‬مذهلة‭ ‬تبلغ‭ ‬85‭ ‬في‭ ‬المائة‭. ‬في‭ ‬المركز‭ ‬الثاني،‭ ‬حققت‭ ‬نتيجة‭ ‬متواضعة‭ ‬بنسبة‭ ‬74‭ ‬في‭ ‬المائة‭.‬

وكان‭ ‬في‭ ‬قلب‭ ‬أليكسنت‭ ‬شبكات‭ ‬العصب‭ ‬الكونفولوشنال،‭ ‬وهي‭ ‬نوع‭ ‬خاص‭ ‬من‭ ‬الشبكات‭ ‬العصبية‭ ‬تحاكي‭ ‬إلى‭ ‬حد‭ ‬ما‭ ‬رؤية‭ ‬الإنسان‭. ‬على‭ ‬مر‭ ‬السنين،‭ ‬أصبحت‭ ‬الشبكات‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭ ‬جزءًا‭ ‬هامًا‭ ‬جدًا‭ ‬من‭ ‬العديد‭ ‬من‭ ‬تطبيقات‭ ‬رؤية‭ ‬الحاسوب‭ ‬وبالتالي‭ ‬جزءًا‭ ‬من‭ ‬أي‭ ‬دورة‭ ‬تعليمية‭ ‬عبر‭ ‬الإنترنت‭ ‬في‭ ‬رؤية‭ ‬الحاسوب‭. ‬لذا‭ ‬دعونا‭ ‬نلقي‭ ‬نظرة‭ ‬على‭ ‬كيفية‭ ‬عمل‭ ‬الشبكات‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭ ‬أو‭ ‬خوارزمية‭ ‬الشبكات‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭ ‬في‭ ‬التعلم‭ ‬العميق‭.‬

خلفية‭ ‬الشبكات‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية

تم‭ ‬تطوير‭ ‬شبكات‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭ ‬لأول‭ ‬مرة‭ ‬واستخدامها‭ ‬في‭ ‬الثمانينيات‭ ‬من‭ ‬القرن‭ ‬الماضي‭ ‬تقريبا‭. ‬كان‭ ‬أقصى‭ ‬ما‭ ‬يمكن‭ ‬لشبكة‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭ ‬أن‭ ‬تفعله‭ ‬في‭ ‬ذلك‭ ‬الوقت‭ ‬هو‭ ‬التعرف‭ ‬على‭ ‬الأرقام‭ ‬المكتوبة‭ ‬يدويًا‭. ‬كانت‭ ‬تُستخدم‭ ‬بشكل‭ ‬رئيسي‭ ‬في‭ ‬قطاع‭ ‬البريد‭ ‬لقراءة‭ ‬الرموز‭ ‬البريدية‭ ‬وما‭ ‬إلى‭ ‬ذلك‭. ‬الشيء‭ ‬المهم‭ ‬لتذكره‭ ‬حول‭ ‬أي‭ ‬نموذج‭ ‬تعلم‭ ‬عميق‭ ‬هو‭ ‬أنه‭ ‬يتطلب‭ ‬كمية‭ ‬كبيرة‭ ‬من‭ ‬البيانات‭ ‬للتدريب‭ ‬ويتطلب‭ ‬أيضًا‭ ‬الكثير‭ ‬من‭ ‬موارد‭ ‬الحوسبة‭. ‬كان‭ ‬هذا‭ ‬عائقًا‭ ‬كبيرًا‭ ‬لشبكات‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭ ‬في‭ ‬تلك‭ ‬الفترة،‭ ‬ولذلك‭ ‬كانت‭ ‬تقتصر‭ ‬فقط‭ ‬على‭ ‬قطاع‭ ‬البريد‭ ‬وفشلت‭ ‬في‭ ‬دخول‭ ‬عالم‭ ‬تعلم‭ ‬الآلة‭.‬

في‭ ‬عام‭ ‬2012‭ ‬أدرك‭ ‬أليكس‭ ‬كريزيفسكي‭ ‬أنه‭ ‬حان‭ ‬الوقت‭ ‬لإحياء‭ ‬فرع‭ ‬التعلم‭ ‬العميق‭ ‬الذي‭ ‬يستخدم‭ ‬شبكات‭ ‬عصبية‭ ‬ذات‭ ‬طبقات‭ ‬متعددة‭. ‬توفر‭ ‬وجود‭ ‬مجموعات‭ ‬كبيرة‭ ‬من‭ ‬البيانات،‭ ‬وتحديداً‭ ‬مجموعات‭ ‬بيانات‭ ‬ImageNet‭  ‬التي‭ ‬تحتوي‭ ‬على‭ ‬ملايين‭ ‬الصور‭ ‬المصنفة‭ ‬ووفرت‭ ‬الموارد‭ ‬الحوسبية‭ ‬للباحثين‭ ‬القدرة‭ ‬على‭ ‬إحياء‭ ‬شبكات‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭.‬

ما‭ ‬هي‭ ‬الشبكة‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية؟

في‭ ‬التعلم‭ ‬العميق‭ ‬الشبكة‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭ (‬CNN‭/‬ConvNet‭) ‬هي‭ ‬فئة‭ ‬من‭ ‬الشبكات‭ ‬العصبية‭ ‬العميقة،‭ ‬يتم‭ ‬تطبيقها‭ ‬بشكل‭ ‬شائع‭ ‬بشكل‭ ‬أكبر‭ ‬لتحليل‭ ‬الصور‭ ‬المرئية‭. ‬الآن‭ ‬عندما‭ ‬نفكر‭ ‬في‭ ‬شبكة‭ ‬عصبية‭ ‬نفكر‭ ‬في‭ ‬عمليات‭ ‬ضرب‭ ‬المصفوفات،‭ ‬ولكن‭ ‬هذا‭ ‬ليس‭ ‬الحال‭ ‬مع‭ ‬الشبكة‭ ‬التكاثفية‭. ‬إنها‭ ‬تستخدم‭ ‬تقنية‭ ‬خاصة‭ ‬تسمى‭ ‬التحويل‭ ‬التكاثفي‭. ‬الآن‭ ‬في‭ ‬الرياضيات،‭ ‬التحويل‭ ‬التكاثفي‭ ‬هو‭ ‬عملية‭ ‬رياضية‭ ‬على‭ ‬وظيفتين‭ ‬تنتج‭ ‬وظيفة‭ ‬ثالثة‭ ‬تعبر‭ ‬عن‭ ‬كيفية‭ ‬تعديل‭ ‬شكل‭ ‬إحدى‭ ‬الوظائف‭ ‬بواسطة‭ ‬الأخرى‭.‬

ولكننا‭ ‬لا‭ ‬نحتاج‭ ‬حقًا‭ ‬إلى‭ ‬الخوض‭ ‬في‭ ‬الجزء‭ ‬الرياضي‭ ‬لفهم‭ ‬ما‭ ‬هي‭ ‬الشبكة‭ ‬العصبية‭ ‬التكاثفية‭ ‬أو‭ ‬كيف‭ ‬تعمل‭.

كلمات دالة

هل ترغب بالتعليق على الموضوع؟

لا تتردد في إعطاء تعليقك ومشاركة رأيك

الاسم:
النص:
تبقى لديك (600حرف

aak_news



الموافقة على استخدام ملفات تعريف الارتباط

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط أو تقنيات مشابهة ، لتحسين تجربة التصفح وتقديم توصيات مخصصة. من خلال الاستمرار في استخدام موقعنا ، فإنك توافق على سياسة الخصوصية الخاصة بنا