Искусственный интеллект с чего начать изучение
Как подступиться к изучению искусственного интеллекта
Статья для тех, кто только начал интересоваться искусственным интеллектом и пока не знает, с чего начать его изучение. Разберемся подробнее, какие книги читать и какие пробелы в знаниях восполнять.
Начните с чтения фантастики
Научно-фантастическая литература побудила не одно поколение мечтателей всерьез заняться исследованием и разработкой прочитанных идей. В отличие от сухих научных трактатов, она способна заставить практически любого, даже далекого от науки, человека, начать искать реализацию технологий будущего.
Поэтому Андрей Баканов, руководитель отдела разработки MS CRM в ИТ-компании Navicon, рекомендует тем, кто только недавно стал интересоваться вопросами искусственного интеллекта, вместо учебников читать фантастов и футурологов: «Фантасты Гарри Гаррисон и Марвин Мински в романе „Выбор по Тьюрингу“, по-моему, на десятилетия вперед опередили время с вопросами о соотношении человеческого и машинного. Среди известных футурологов могу посоветовать работы Рэймонда Курцвейла. Хотя с его позицией о появлении в ближайшие десятилетия машины, превосходящей разум человека, не могу согласиться, он один из немногих, кто пытается просто и наглядно рассказать о сложных устройствах и их философии. Для тех же, кто хочет понять вопрос „изнутри“, — начните с Айзека Азимова».
Изучите научные подходы к ИИ
Если чтение фантастики действительно захватывает, у вас «горят глаза» и появляется желание оказаться причастным к разработкам в сфере ИИ, то нужно начинать подходить к научной стороне вопроса. Для этого подойдет фундаментальная книга «Artificial Intelligence: A Modern Approach».
«Достаточно объемный труд, который уже стал классикой в своем жанре и пережил третье издание. Содержит описание от самых азов ИИ до подробного описания современных подходов. Один из авторов книги, Питер Норвиг — работает директором по исследованиям в Google.
И еще один несомненный плюс — книга есть на русском, а хороших книг на родном языке по данной теме очень мало» — говорит Дмитрий Григорьев, сооснователь и IT-директор Rubrain.
Получите необходимые сопутствующие знания
«В дополнение в базовым знаниям по программированию тем, кто хочет развиваться в сфере ИИ нужны:
Выберите интересное вам направление и начинайте «погружение»
«Нужно определиться с областью, в которой вы собираетесь развиваться: Natural Language Processing, Machine Learning, Information Extraction, Data Mining. ИИ — это очень большой раздел науки и вы не сможете „быстро“ ознакомиться со всеми его направлениями» — говорит Дмитрий Григорьев.
Начать все равно придется с основ: профессия «Веб-разработчик».
Статья для тех, кто только начал интересоваться искусственным интеллектом и пока не знает, с чего начать его изучение. Разберемся подробнее, какие книги читать и какие пробелы в знаниях восполнять.
Начните с чтения фантастики
Научно-фантастическая литература побудила не одно поколение мечтателей всерьез заняться исследованием и разработкой прочитанных идей. В отличие от сухих научных трактатов, она способна заставить практически любого, даже далекого от науки, человека, начать искать реализацию технологий будущего.
Поэтому Андрей Баканов, руководитель отдела разработки MS CRM в ИТ-компании Navicon, рекомендует тем, кто только недавно стал интересоваться вопросами искусственного интеллекта, вместо учебников читать фантастов и футурологов: «Фантасты Гарри Гаррисон и Марвин Мински в романе „Выбор по Тьюрингу“, по-моему, на десятилетия вперед опередили время с вопросами о соотношении человеческого и машинного. Среди известных футурологов могу посоветовать работы Рэймонда Курцвейла. Хотя с его позицией о появлении в ближайшие десятилетия машины, превосходящей разум человека, не могу согласиться, он один из немногих, кто пытается просто и наглядно рассказать о сложных устройствах и их философии. Для тех же, кто хочет понять вопрос „изнутри“, — начните с Айзека Азимова».
Изучите научные подходы к ИИ
Если чтение фантастики действительно захватывает, у вас «горят глаза» и появляется желание оказаться причастным к разработкам в сфере ИИ, то нужно начинать подходить к научной стороне вопроса. Для этого подойдет фундаментальная книга «Artificial Intelligence: A Modern Approach».
«Достаточно объемный труд, который уже стал классикой в своем жанре и пережил третье издание. Содержит описание от самых азов ИИ до подробного описания современных подходов. Один из авторов книги, Питер Норвиг — работает директором по исследованиям в Google.
И еще один несомненный плюс — книга есть на русском, а хороших книг на родном языке по данной теме очень мало» — говорит Дмитрий Григорьев, сооснователь и IT-директор Rubrain.
Получите необходимые сопутствующие знания
«В дополнение в базовым знаниям по программированию тем, кто хочет развиваться в сфере ИИ нужны:
Выберите интересное вам направление и начинайте «погружение»
«Нужно определиться с областью, в которой вы собираетесь развиваться: Natural Language Processing, Machine Learning, Information Extraction, Data Mining. ИИ — это очень большой раздел науки и вы не сможете „быстро“ ознакомиться со всеми его направлениями» — говорит Дмитрий Григорьев.
Начать все равно придется с основ: профессия «Веб-разработчик».
Наука о данных, искусственный интеллект, машинное обучение: путь самоучки
Не каждый может найти время и деньги на то, чтобы получить очное образование в сферах Data Science (DS, наука о данных), AI (Artificial Intelligence, искусственный интеллект), ML (Machine Learning, машинное обучение). Недостаток времени и нехватка денег — это серьёзные препятствия. Преодолеть эти препятствия можно, занявшись самообучением. Но и тут не всё так просто. Для того чтобы успешно учиться самостоятельно, нужны дисциплина, сосредоточенность и правильный подбор учебных предметов. Самообучение в выбранной области, при правильном подходе, можно свободно совмещать с обычной жизнью или с учёбой в общеобразовательных учреждениях. Но в некоторых областях знаний, в таких, как DS, AI, ML, очень сложно начать учиться самостоятельно. Однако, прошу поверить мне на слово, сложности стоят того, что можно получить в результате. Ключ к успеху в самообучении лежит в том, чтобы учиться в собственном темпе.
В этом материале я хочу рассказать о том, как можно действовать тому, кто хочет самостоятельно обрести знания в областях DS, AI и ML. Применение предложенных здесь методов учёбы способно привести к хорошему прогрессу в изучении нового. Здесь, кроме того, я собираюсь поделиться ссылками на ресурсы, которыми я пользуюсь, и которые я без тени сомнения готов порекомендовать другим.
Изучите некоторые математические дисциплины
Математика, даже если это кому-то и не нравится, очень важна в интересующей нас области. Я думаю, что можно с достаточной уверенностью говорить о том, что те, кто это читают, уже обладают некоторыми знаниями по математике, которые они получили в школе. Это — хорошая база, но этого и близко недостаточно тому, кто хочет развиваться в сферах DS, AI и ML. А именно, тут понадобится углубиться в математику немного сильнее, чем это делается в школе, придётся изучить некоторые вещи из статистики, алгебры и других математических дисциплин. Я собрал бы список полезных ресурсов по математике для DS, но это уже сделали за меня в этой статье. И сделали очень хорошо.
Научитесь программировать
Если вы только начинаете самообучение — не стоит сразу бросаться в изучение того, как писать код для целей машинного обучения. Вместо этого стоит изучить основные концепции программирования, не привязанные к какой-либо предметной области. Узнайте о том, что такое программирование, ознакомьтесь с разными существующими типами кода, разберитесь с тем, как правильно писать программы. Это очень важно, так как в процессе освоения программирования вы изучите множество базовых идей, которые сослужат вам хорошую службу на протяжении всей вашей DS-карьеры.
Не спешите, не стремитесь сразу изучить что-то сложное. То, насколько хорошо вы поймёте основы, скажется на всей вашей будущей профессиональной деятельности. Здесь вы можете найти очень хорошие видеоуроки, которые познакомят вас с программированием и информатикой. А именно, в них разбираются самые важные вещи, в которых вам нужно разбираться. Уделите этому вопросу достаточно времени и постарайтесь дойти до понимания всего, что узнаете.
Выберите один язык программирования и как следует в нём разберитесь
Существует много языков программирования, используемых теми, кто работает в областях DS, AI и ML. Чаще всего здесь используются Python, R, Java, Julia и SQL. В данных сферах могут применяться и другие языки, но те, которые я перечислил, применяются чаще других не без причины:
Научитесь собирать данные
Чаще всего вам никто не будет давать данные, предназначенные специально для вас, а иногда в вашем распоряжении может не быть вообще никаких данных. Но, в любом случае, вам нужно найти способ сбора данных, с которыми вы будете работать. У организации, в которой вы трудитесь, может быть хорошая система сбора данных. Если это так, для вас это — большой плюс. Если такой системы в организации нет, то вам придётся найти способ сбора данных. Но речь идёт не о любых данных, а о качественной информации, с который вы сможете продуктивно работать, достигая поставленных целей. Сбор данных не имеет прямой связи с «добычей данных», с их глубинным анализом. Сбор данных — это шаг работы, который предшествует анализу.
Открытые данные, которыми можно пользоваться бесплатно, можно найти во многих местах интернета. Иногда же нужные данные можно собрать с веб-сайтов, применяя методы веб-скрапинга. Владение веб-скрапингом — это очень важный навык дата-сайентиста, поэтому я очень прошу всех, кто собирается работать в областях DS, AI и ML, освоить этот навык. Вот хорошее руководство по веб-скрапингу.
Данные, кроме того, могут храниться в базах данных, поэтому вам очень пригодятся начальные сведения по администрированию БД и умения по взаимодействию с базами данных. В частности, здесь очень важны знания SQL. Поучиться SQL можно здесь.
Научитесь обрабатывать данные
То, о чём я будут тут говорить, часто называют «первичной обработкой данных» (Data Wrangling). Этот процесс включает в себя очистку имеющихся данных. Здесь применяется разведочный анализ данных и удаление из них всего ненужного. Этот процесс так же включает в себя структурирование данных, приведение их к такой форме, с которой можно будет работать. Эта стадия работы с данными является самой тяжёлой и изматывающей. Те данные, с которыми вы столкнётесь в процессе обучения, будут уже подготовлены к анализу. Но данные, с которыми вы встретитесь в реальном мире, могут быть совершенно «сырыми». Если вы и правда стремитесь стать специалистом в области обработки и анализа данных, вам стоит найти настоящие данные и отыскать способы приведения их в пристойный вид.
Реальные данные можно найти практически повсюду. Например — на Kaggle. На этой замечательной платформе имеются данные от множества компаний со всего мира. Первичная обработка данных — это очень утомительное занятие, но если вы будете заниматься этим регулярно и настойчиво, вы, постепенно, поймёте, что занятие это ещё и очень интересное. Вот хорошие лекции по первичной обработке данных.
Научитесь визуализировать данные
Если вы — специалист по DS, AI или ML, и хорошо разбираетесь в своём деле, вы не должны забывать о том, что то, что кажется вам очевидным, может быть совершенно непонятно окружающим. Не ждите от них того, что они, например, смогут сделать выводы, глядя на колонки цифр. Научиться визуализировать данные нужно для того чтобы результатами вашей работы могли бы воспользоваться специалисты из других областей. «Визуализацией данных» обычно называют процесс представления данных в графическом виде. Такое представление данных позволит извлечь их них пользу даже тем, кто не имеет специальных знаний в сферах DS, AI и ML.
Существует множество способов визуализации данных. Так как мы, всё же, программисты, нашим основным методом визуализации данных должно быть написание соответствующего кода. Это быстро и не требует покупки специализированных инструментов. При написании кода для визуализации данных можно пользоваться множеством бесплатных и опенсорсных библиотек, созданных для используемых нами языков программирования. Например, существуют библиотеки такого рода для Python. Это — Matplotlib, Seaborn и Bokeh. Вот видеоурок по Matplotlib.
Ещё один способ визуализации данных предусматривает использование инструментов с закрытым кодом. Например — Tableau. Существует много таких средств, они позволяют добиваться весьма привлекательных результатов, но они не бесплатны. Tableau — один из самых распространённых подобных инструментов, им я пользуюсь очень часто. Я посоветовал бы всем, кто занимается анализом и визуализацией данных, изучить Tableau. Вот хорошее руководство по этому инструменту.
Искусственный интеллект и машинное обучение
AI и ML можно рассматривать как подразделы DS, так как они основаны на данных. AI и ML — это технологии, которые основаны на обучении машин поведению, сходному с поведением людей. Для этого используются специально подготовленные данные, передаваемые машинам. Компьютерные модели можно научить многому такому, на что способны люди. Для этого их обучают и направляют к нужному результату. В данном случае «машины» можно воспринимать как маленьких детей, не имеющих совершенно никаких знаний. Этих детей постепенно обучают идентифицировать объекты, говорить. Они учатся на своих ошибках и, по мере обучения, начинают всё лучше решать поставленные перед ними задачи. Так происходит и с машинами.
Технологии AI и ML — это то, что «оживляет» машины с использованием множества математических алгоритмов. Человечеству до сих пор не известны границы возможностей этих постоянно совершенствующихся технологий. В наши дни технологии AI и ML широко используются для решения когнитивных задач. Это — обнаружение и распознавание объектов, распознавание лиц и речи, обработка естественного языка, выявление спама и обнаружение мошенничества. Этот список можно ещё очень долго продолжать.
Более подробный рассказ об AI и ML достоин отдельной публикации. Пока же я могу порекомендовать это видео, касающееся общих вопросов применения данных технологий. А вот — многочасовой видеоурок, посвящённый машинному обучению. Проработав эти видео, вы можете приобрести знания в сфере ML, соответствующие начальному или даже среднему уровню. Вы узнаете о множестве существующих алгоритмов машинного обучения, о том, как они устроены, и о том, как ими пользоваться. После этого у вас должно быть достаточно знаний для того чтобы приступить к созданию собственных простых ML-моделей. О том, как это сделать, можно почитать здесь.
Изучите способы публикации ML-моделей в интернете
Существуют инструменты, позволяющие публиковать ML-модели в интернете. Это позволяет дать к ним доступ всем желающим. Для того чтобы публиковать модели в интернете, нужно хорошее понимание процессов веб-разработки. Дело в том, что под «публикацией модели» понимается создание веб-страницы (или группы страниц), обеспечивающей возможность работы с моделью в браузере. Кроме того, нужно учитывать то, что фронтенд проекта, его интерфейс, должен обмениваться данными с бэкендом, с серверной частью проекта, где расположена сама модель. Для того чтобы строить подобные проекты, вы должны уметь создавать серверные API и пользоваться этими API в клиентской части приложений.
В том случае, если вы планируете публиковать модели в облачных средах, если собираетесь использовать технологию Docker, вам пригодится хорошее знание сферы облачных вычислений и DevOps.
На самом деле, существует множество способов развёртывания моделей в интернете. Я посоветовал бы начать с изучения того, как это делается с использованием веб-фреймворка Flask, основанного на Python. Вот хорошее учебное руководство об этом.
Найдите наставника
Самообучение — это прекрасно, но ничто не сравнится с обучением у профессионалов. Дело в том, что при таком подходе усваивается то, что используется в реальности, и в том, что так обучение идёт через практику. Многие вещи можно изучить только на практике. Обучение с наставником имеет множество сильных сторон, но надо учитывать то, что не каждый наставник способен оказать существенное влияние на вашу карьеру или жизнь. Именно поэтому очень важно найти хорошего наставника.
Например, эту задачу можно попытаться решить с помощью платформы Notitia AI. Здесь учащимся назначают персональных наставников, которые делают личный и профессиональный вклад в развитие учеников. Наставники доводят тех, кто хочет учиться, от начального до экспертного уровня в сферах DS, AI и ML. Notia AI, это, кроме того, самая доступная платформа такого рода.
Итоги
Учтите, что изучение курсов, чтение статей и просмотр видео не сделают из вас специалиста по работе с данными. Вам понадобится пройти сертификацию в специализированном учреждении. Кроме того, некоторые вакансии требуют наличия определённых документов об образовании. Вложите время в самообучение, сертифицируйтесь или получите документы об образовании, и вы будете готовы к реальной работе.
Как вы думаете, что нужно знать и уметь тому, кто стремится стать ценным специалистом в сферах искусственного интеллекта или машинного обучения?
Почему искусственный интеллект нужно изучать даже гуманитариям
Рассказываем, с чего начать изучение ИИ
Что такое ИИ и почему это так интересно
Искусственный интеллект – это способность машины имитировать человеческое мышление. Так называют современную технологию, с помощью которой электронные устройства, программы и роботы могут решать различные задачи по заданным алгоритмам.
Тема искусственного интеллекта и машинного мышления интересовала учёных ещё до изобретения компьютеров, а после появления ЭВМ вышла на новый уровень. В 1950-60-х годах вопросы, связанные с созданием и использованием искусственного интеллекта, стали широко обсуждаться в обществе.
Ответ на этот вопрос найти сложно ещё и потому, что нет чётких критериев разумности машины. Если это умение делать логические умозаключения, то компьютер давно превзошёл человека. Если же речь идёт о гибкости и оригинальности мышления, тут человек пока ещё превосходит даже самые современные интеллектуальные устройства.
ИИ активно используется в самых разных областях, список которых с каждым годом расширяется, и найти своё место в этой сфере могут не только технари, но и гуманитарии – специалисты по управлению проектами, рекламе и пиару, психологи, экономисты, лингвисты.
Что могут программы с искусственным интеллектом
Современные технологии искусственного интеллекта позволяют создать устройства и программы, которые:
В каких сферах применяется ИИ
Обработка языка
Машинный перевод активно используется в интернете и социальных сетях, совершенствуясь с каждым годом. Компьютер научился распознавать и устную, и письменную, и печатную речь. По прогнозам, переводчик станет одной из первых профессий, которая исчезнет «по вине» ИИ.
Компьютерные игры
Искусственный интеллект используется для создания игровой Вселенной, он управляет ботами – персонажами, за которых не играют люди. С помощью ИИ создаются игровые стратегии.
Управление финансами
Программы и устройства успешно осуществляют бухгалтерские операции, ведут учёт и контроль, могут создавать прогнозы на основе имеющихся данных. Специальные программы ведут учёт расходов.
Анализ окружающей среды
Технологии искусственного интеллекта применяются для создания «умных домов». Контроль над всем, что происходит в доме – электричеством, отоплением, вентиляцией, работой бытовой техники осуществляет специальная программа. Роботы-пылесосы сканируют окружающее пространство, чтобы определить, нужно ли им приступать к работе.
Мобильные приложения
Программы для мобильных телефонов умеют распознавать лица, отслеживать наше месторасположение, следят за режимом сна и питания.
Транспорт
С помощью интеллектуальных устройств можно выстроить маршрут передвижения с учётом пробок, компьютер в современном автомобиле в определённых режимах отслеживает положение машины на дороге, контролирует скорость и мощность двигателя. Технология ИИ используется в автомобилях, способных передвигаться без участия человека.
Медиа
С помощью специальных программ можно планировать и публиковать материалы в интернете и соцсетях. Технологии ИИ подбирают контент в соответствии с интересами пользователя. В недалёком будущем компьютерные программы, вероятно, научатся создавать тексты на основе уже загруженных в интернет материалов.
ИИ может анализировать резюме соискателей, распределять их на группы в зависимости от навыков и квалификации и даже определять, насколько работник подходит для той или иной должности.
Медицина
Искусственный интеллект анализирует данные пациентов и выявляет связь между методами лечения и состоянием больного. В будущем планируется создать роботов, которые будут ставить диагноз на основе имеющихся симптомов, обращаясь к медицинской базе данных.
Тяжёлая промышленность
Роботы активно применяются в областях, где необходима постоянная концентрация на совершении одних и тех же рутинных действий. Самый высокий уровень внедрения машин с элементами искусственного интеллекта в производство на данный момент отмечен в Японии: на 10 000 сотрудников автомобильной промышленности там приходилось в 2014 году около 1500 роботов.
Зачем изучать технологию ИИ
Искусственный интеллект – технология не только настоящего, но и будущего, и у специалистов в этой сфере не будет проблем с трудоустройством в ближайшие несколько десятков лет. В эту область уже сейчас привлекаются огромные инвестиции, а значит, не будет проблем и с оплатой труда работников, занимающихся разработкой, изготовлением и внедрением технологий ИИ.
Вклад в науку и культуру
Искусственный интеллект и создание интеллектуальных программ и устройств – та область, в которой постоянно совершаются новые открытия. Занимаясь искусственным интеллектом, учёные и инженеры находятся на переднем крае мировой науки, продвигают человечество вперёд. Кроме того, развитие искусственного интеллекта и внедрение его в нашу жизнь порождает множество этико-философских вопросов, для разрешения которых нужен уже не машинный, а человеческий разум, способный к творческому мышлению.
В сфере создания ИИ очень востребованы не только разработчики программного обеспечения, но и люди с креативным мышлением, способные придумывать и продвигать новые идеи. Чтобы работать в этой сфере, важно уметь нестандартно мыслить. Отдельное перспективное направление, которым может заняться творческий человек – обучение машины созданию произведений искусства. Уже сегодня компьютеры рисуют картины, пишут музыку и стихи. В недалёком будущем, возможно, они возьмут на себя создание книг, кино и мультфильмов.
Освоение новых навыков
Чтобы работать в области искусственного интеллекта, необходимо хорошее знание математики и основ программирования. Для изучения ИИ наиболее важны два раздела математики – линейная алгебра и теория вероятности. Самый востребованный язык программирования в этой сфере – Python, потом идут R и Lua. Пригодится также знание английского языка – самые современные научные данные, статьи, отчёты о достижениях и экспериментах, как правило, публикуются на английском.
Для успешной работы в области ИИ необходимо критическое мышление, умение тщательно проверять любую гипотезу, сопоставлять все данные, анализировать любую задачу с разных сторон. Понадобятся и хорошие коммуникативные навыки – работа над проектами ИИ происходит в большой команде, в сотрудничестве с коллегами и специалистами из смежных областей.
Приступить к изучению технологию искусственного интеллекта на начальном уровне вполне можно самостоятельно, с изучения соответствующей литературы.
Книги, в доступной форме рассказывающие о машинном обучении и технологиях ИИ:
Познакомиться с основами создания алгоритмов для искусственного интеллекта можно на кружках робототехники в школе или центре детского творчества. Кроме того, можно найти бесплатные онлайн-курсы и открытые лекции в интернете о машинном интеллекте.
Технологии машинного обучения и искусственного интеллекта – одна из самых интересных и перспективных областей, изучение которой полезно школьникам не только с математическим, но и с гуманитарным складом ума. Это поможет им приобрести новые навыки, расширит список возможных профессий и позволит внести вклад в развитие научно-технического прогресса.
Хотите получать новые статьи во «ВКонтакте»? Подпишитесь на рассылку полезных статей