Deep learning versus neurale netwerken

Er zijn veel verschillende concepten en technieken die deel uitmaken van de gebieden van kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning (ML). Twee van deze concepten zijn deep learning en neurale netwerken.

Laten we elk van hen eerst goed definiëren voordat we dieper ingaan:

• Deep learning: Een subset van machine learning, deep learning elimineert enkele van de gegevensvoorbewerking die meestal bij ML betrokken is. Deep learning algoritmes kunnen ongestructureerde gegevens verwerken en simpel gezegd, het is een manier om predictieve analytics te automatiseren.

• Neurale Netwerken: Neurale netwerken zijn ook een subset van machine learning en zijn fundamenteel voor deep learning-algoritmen. Geïnspireerd door de menselijke hersenen, ze bestaan uit verschillende lagen die afhankelijk zijn van trainingsgegevens om hun nauwkeurigheid over tijd te verbeteren.

Wat is Deep learning?

Deep learning probeert de menselijke hersenen na te bootsen door systemen in staat te stellen gegevens te clusteren en ongelooflijk nauwkeurige voorspellingen te doen. Het is een subset van machine learning die een computer traint om menselijke taken uit te voeren, zoals spraakherkenning of beeldidentificatie. Door deep learning kunnen systemen hun vermogen om te classificeren, herkennen, detecteren en beschrijven met behulp van gegevens verbeteren.

Deep learning speelt een grote rol in veel van de technologieën van vandaag, zoals Alexa en Siri. Het omvat het trainen van een computer door middel van diepe algoritmes om autonoom te leren door patronen te herkennen met behulp van lagen van verwerking.

In tegenstelling tot klassieke machine learning, die meestal gestructureerde en gelabelde gegevens gebruikt om voorspellingen te doen, kan deep learning ongestructureerde gegevens gebruiken. Dit betekent dat veel van de gegevensvoorbewerking die meestal bij machine learning betrokken is, wordt geëlimineerd. Deep learning algoritmes nemen en verwerken deze gegevens, die dingen zoals tekst en afbeeldingen kunnen omvatten, en ze automatiseren kenmerkextractie. Dit alles betekent dat deep learning minder afhankelijk is van mensen dan andere methoden.

Deep learning algoritmes gebruiken ook de processen van gradiëntafdaling en backpropagatie om nauwkeuriger te worden. Dit stelt ze ook in staat om voorspellingen te doen op basis van nieuwe gegevens die ze nog nooit eerder hebben gezien.

Deep learning modellen kunnen verschillende soorten leermethoden ondergaan. Bijvoorbeeld, ze kunnen leren zonder toezicht ondergaan, die geen gelabelde datasets vereist. Deze leertechniek stelt de modellen in staat om patronen in gegevens te detecteren en te clusteren op basis van bepaalde kenmerken, allemaal zonder de hulp van menselijke supervisie.

Wat zijn Neurale Netwerken?

Neurale netwerken maken deel uit van het proces van machine learning, en ze zijn wat computerprogramma’s in staat stelt om patronen te herkennen en problemen op te lossen in de gebieden van AI, machine learning en deep learning.

Vaak aangeduid als kunstmatige neurale netwerken (ANN’s), neurale netwerken zijn fundamenteel voor deep learning. Geïnspireerd door de menselijke hersenen, hun structuur bootst biologische neuronen na.

Neurale netwerken hebben knooppuntlagen die een invoerlaag, een of meer verborgen lagen en een uitvoerlaag bevatten. Elk kunstmatig neuron, of knooppunt, verbindt met een ander. Neurale netwerken zijn afhankelijk van trainingsgegevens om te leren en hun voorspellingen over tijd te verbeteren, wat het mogelijk maakt om ze te gebruiken voor een verscheidenheid aan toepassingen.

Het is ook belangrijk om op te merken dat er een paar verschillende soorten neurale netwerken zijn:

• Kunstmatige Neurale Netwerken (ANN’s): Een van de meest voorkomende soorten deep learning-netwerken, ANN’s zijn biologisch geïnspireerde computationele netwerken die bestaan uit drie of meer lagen. Ze worden gebruikt om een breed scala aan problemen op te lossen die betrekking hebben op spraakherkenning, tekstvertaling en veel meer.

• Convolutionale Neurale Netwerken (CNN’s): Een andere soort deep learning-netwerken zijn CNN’s, die vooral nuttig zijn voor computervisie en beeldherkenning taken. Beter dan andere neurale netwerken, CNN’s zijn ongelooflijk efficiënt met beeld-, audiosignaal- of spraakinvoer. Ze zijn afhankelijk van drie hoofdtypen lagen: de convolutionale laag, de pooling laag en de fully-connected (FC) laag.

• Recurrente Neurale Netwerken (RNN’s): Nog een hoofdsoort deep learning-netwerken, RNN’s gebruiken sequentiële gegevens of tijdsreeksgegevens om problemen op te lossen die betrekking hebben op taalvertaling en natuurlijke taalverwerking (NLP).

Sleutelverschillen tussen Deep learning en Neurale Netwerken

Ondanks dat deep learning neurale netwerken in zijn architectuur incorporeert, is er een groot verschil tussen de twee.

Behalve dat ze anders worden gedefinieerd, is er ook een groot verschil in hun structuren.

Enkele van de belangrijkste componenten van een neuraal netwerk zijn:

• Neuronen: Een wiskundige functie ontworpen om de werking van een biologisch neuron te simuleren. Het berekent het gewogen gemiddelde van de invoergegevens en geeft informatie door via een niet-lineaire functie.

• Verbinding en Gewichten: Verbindingen verbinden een neuron in een laag met een ander neuron in dezelfde laag of een andere laag. Een gewichtswaarde is verbonden met elke verbinding, en het vertegenwoordigt de sterkte van de verbinding tussen de eenheden.

• Propagatiefunctie: Neurale netwerken bestaan uit twee propagatiefuncties. De eerste is voorwaartse propagatie, die de “voorspelde waarde” levert. De tweede is achterwaartse propagatie, die de “foutwaarde” levert.

• Leersnelheid: De leersnelheid van een neuraal netwerk bepaalt hoe snel of langzaam de gewichtswaarden van het model zullen worden bijgewerkt.

Enkele van de belangrijkste componenten van een deep learning-model zijn:

• Moederbord: Deep learning modellen worden aangedreven door het moederbord chipset.

• Processors: Deep learning modellen vereisen GPU’s op basis van het aantal kernen en de kosten van de processor.

• RAM: Deep learning algoritmes vragen om hoog CPU-gebruik en werkruimte, en ze vereisen enorme hoeveelheden RAM.

• PSU: Vanwege de hoge geheugenvraag, is het belangrijk voor deep learning-modellen om een grote PSU te gebruiken die de complexe functies aankan.

Enkele van de belangrijkste verschillen tussen neurale netwerken en deep learning zijn de tijd die nodig is om het netwerk te trainen. Neurale netwerken vereisen minder tijd dan deep learning-modellen om het netwerk te trainen. Deep learning modellen zijn ook nauwkeuriger dan neurale netwerken, en ze vertonen een betere prestatie.

De concepten van deep learning en neurale netwerken zijn fundamenteel voor de kunstmatige intelligentie technologieën van vandaag. Ze helpen intellectuele taken te automatiseren die eerder door mensen werden uitgevoerd. En in de digitale wereld van vandaag, wordt AI gebruikt door bedrijven van alle maten en voor alle soorten taken, die veel efficiënter worden uitgevoerd dan mensen alleen zouden kunnen.