Un réseau de neurones est un type d'algorithme de machine learning inspiré du cerveau humain. Il s'agit d'un outil puissant qui excelle dans la résolution de problèmes complexes plus difficiles à gérer pour les algorithmes informatiques traditionnels, tels que la reconnaissance d'image et le traitement du langage naturel.
Composés de nœuds interconnectés appelés neurones, les réseaux de neurones organisent ces unités en couches. Chaque neurone reçoit des entrées des autres neurones, les traite et transmet une sortie à d'autres neurones. Les connexions entre neurones sont associées à des pondérations, ce qui indique la force de la connexion. Pendant l'entraînement, le réseau ajuste ces pondérations pour affiner ses performances sur une tâche donnée. Ce processus d'apprentissage leur permet de faire des prédictions et d'identifier des modèles, ce qui favorise leur adoption à grande échelle dans diverses applications telles que la reconnaissance d'image, le traitement du langage naturel et la traduction automatique.
L'apprentissage dans les réseaux de neurones s'effectue en créant des connexions et en ajustant la pondération des connexions entre les neurones au moyen d'un processus appelé entraînement. Cela implique d'alimenter le réseau de grands ensembles de données qu'il utilise ensuite pour affiner ses pondérations afin de minimiser les erreurs entre ses prédictions et les valeurs réelles. Ce processus est semblable à la façon dont les humains apprennent, où une exposition répétée permet de reconnaître des tendances.
Une technique appelée rétropropagation facilite cet ajustement du poids. La rétropropagation calcule l'erreur dans la sortie et la propage sur le réseau, en ajustant les pondérations de manière itérative jusqu'à ce que le niveau de justesse souhaité soit atteint. Une fois entraîné, le réseau peut effectuer des prédictions sur de nouvelles données, par exemple pour identifier des chats dans des images.
Au-delà des applications générales, voici des exemples spécifiques de réseaux de neurones en action :
Nous classons les réseaux de neurones en fonction de leur architecture, de leurs méthodes d'entraînement et de leurs utilisations. Les types courants incluent :
Les réseaux de neurones deviennent un outil essentiel pour de nombreuses entreprises et organisations.
Voici quelques raisons pour lesquelles ils sont si importants :
Les réseaux de neurones peuvent être utilisés dans de nombreuses applications, y compris dans les domaines suivants :
L'identification d'objets dans des images est utile dans les voitures sans conducteur, les plates-formes de réseaux sociaux et les diagnostics médicaux.
La traduction automatique, la synthèse de texte et l'analyse des sentiments sont possibles grâce à des réseaux de neurones, des outils comme Google Traduction et des chatbots.
Les réseaux de neurones peuvent aider les institutions financières en analysant les données financières historiques, et en identifiant les tendances et schémas pouvant servir à prendre des décisions d'investissement. Ils peuvent également être utilisés pour la gestion des risques, la détection des fraudes et l'optimisation de portefeuille.
Avec l'aide des réseaux de neurones, il est possible de diagnostiquer des maladies et de prédire les résultats des patients en utilisant les données médicales pour identifier les schémas associés à des maladies spécifiques. Cela peut aider les médecins à établir des diagnostics plus précis et à élaborer des plans de traitement personnalisés.
Les mouvements des robots peuvent être contrôlés et entraînés pour effectuer des tâches complexes, comme l'assemblage, le soudage et la chirurgie. Les réseaux de neurones peuvent également être utilisés dans la navigation robot et la planification de chemins.
Pour alimenter les systèmes de vision des voitures sans conducteur, il est possible d'identifier des objets tels que les piétons, les feux de circulation et d'autres véhicules, puis de prendre des décisions sur la façon de conduire en toute sécurité. Les réseaux de neurones peuvent également vous aider dans des tâches telles que le maintien de la voie, le régulateur de vitesse adaptatif et la prévention des collisions.
La détection des transactions frauduleuses peut être effectuée en analysant les données relatives aux transactions par carte de crédit, où ces réseaux identifient des schémas associés à la fraude. Cela peut aider les banques et autres institutions financières à empêcher les activités frauduleuses.
Vous pouvez filtrer les spams en analysant leur contenu. Les réseaux de neurones permettent alors d'identifier des schémas associés au spam. Cela peut aider les utilisateurs à éviter de recevoir des e-mails indésirables.
Les réseaux de neurones présentent plusieurs avantages par rapport aux algorithmes informatiques traditionnels :
Le deep learning est une technique efficace de machine learning qui utilise des réseaux de neurones avec plusieurs couches. Ces réseaux plus profonds sont particulièrement efficaces pour identifier des modèles complexes au sein de vastes ensembles de données, et révolutionnent des domaines tels que le traitement de l'image et du langage.
Par exemple, le deep learning permet aux voitures sans conducteur de détecter les objets sur la route, fournit aux modèles de langage de générer du texte semblable à celui d'un être humain, alimente les systèmes de recommandation qui suggèrent des contenus personnalisés et facilite les diagnostics médicaux grâce à l'analyse d'images.
La principale différence entre les réseaux de neurones traditionnels et le deep learning réside dans leur profondeur, car les réseaux de deep learning intègrent beaucoup plus de couches. Cette plus grande profondeur leur permet de résoudre des problèmes complexes et de traiter de grandes quantités de données qui surchargeraient les réseaux plus simples.
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