یادگیری ماشین برای همه (۱)

پیش گفتار:
مدت‌هاست که دلم می‌خواهد مطالب بیشتری در زمینه یادگیری ماشین (machine learning) در وبلاگ منتشر شود. پس از بررسی به این نتیجه رسیدم که بهتر است این دسته از مطالب با یک معرفی ساده و به دور از مباحث نظری و ریاضی شروع شود. بعد از همفکری با سرکار خانم سپیده مشایخی تصمیم بر آن شد که با نوشته‌ی Machine Learning for Everyone از سایت vas3k.com شروع کنیم. ضمن تشکر و قدردانی از ایشان،‌ امیدوارم که این نوشته‌ها مورد استفاده شما عزیزان قرار گیرد.

یادگیری ماشین برای همه:
اگر تا حالا دنبال مطالبی برای مطالعه یادگیری ماشین (machine learning) در اینترنت گشته باشید، به احتمال زیاد به دو دسته مطالب برخورد کرده‌اید. دسته اول، مطالب علمی چند قسمتی که پر از مباحث نظری و تئوری‌ها است (من حتی نمی‌توانم نصف یکی از آنها را بخوانم). و دسته دوم، داستان‌های باورنکردنی و گاه دروغ‌های شاخدار درباره هوش مصنوعی، جادوی علم داده و شغل‌های آینده.
در نتیجه تصمیم گرفتم مطلبی بنویسم که دوست داشتم مدت‌ها پیش وجود می‌داشت. یعنی معرفی یادگیری ماشین به زبان ساده‌ برای کسانی که دوست دارند یادگیری ماشین را بفهمند و با مساله‌های واقعی و الگوریتم‌های کاربردی آن به زبان ساده و بدون مباحث نظری پیچیده آشنا شوند. قصدم این بود که فقط یک مستند بنویسم ولی برای همه قابل فهم باشد صرف نظر از این که چه شغلی داشته باشند برنامه‌نویس باشند یا مدیر.

۱) چرا می خواهیم ماشین ها قدرت یادگیری داشته باشند؟
اجازه دهید بیلی (Billy) را به شما معرفی کنم. بیلی قصد دارد خودرویی بخرد. او سعی دارد حساب کند که برای خرید خودرو ماهانه چقدر باید پس‌انداز کند. او ده‌ها آگهی فروش خودرو را در اینترنت بررسی کرد و فهمید قیمت خودروهای صفر و دست اول حدود ۲۰،۰۰۰ دلار است و قیمت خودروهای یک سال کار کرده‌ حدود ۱۹،۰۰۰ دلار و دو سال کارکرده حدود ۱۸،۰۰۰ دلار است و به همین ترتیب با افزایش کارکرد خودرو قیمت آن هم کاهش پیدا می‌کند.
تحلیل‌گر باهوش ما یعنی بیلی پی‌ برد که الگویی (pattern) بین این اعداد وجود دارد: قیمت خودرو به مدت کارکرد آن (سن خودرو) وابسته است. هر سال ۱۰۰۰ دلار از قیمت خودرو کاسته می‌شود ولی قیمت آن از ۱۰،۰۰۰ دلار پایین‌تر نمی‌آید.
بر اساس ادبیات حوزه‌ی یادگیری ماشین، بیلی موفق به ابداع روش رگرسیون (regression) شده است یعنی وی توانسته یک مقدار عددی (قیمت خودرو) را بر اساس داده های تاریخی (historical data) موجود پیش‌بینی کند. افراد وقتی که تلاش می‌کنند قیمت آیفون دست دوم را در سایت ebay برآورد کنند یا وقتی می‌خواهند مقدار گوشت کبابی لازم برای یک مهمانی را حساب کنند از این روش استفاده می‌کنند.
بی‌شک وجود یک فرمول ساده که بتواند همه‌ی مسائل دنیا را حل کند فوق‌العاده است به ویژه برای حل مساله‌ی مقدار گوشت کبابی لازم برای یک مهمانی. اما متاسفانه این کار امکان‌پذیر نیست.
بیایید برگردیم به مساله خرید خودرو. مشکل این است که خودروها دارای تاریخ تولید، امکانات (آپشن)، وضعیت فنی و میزان تقاضای فصلی متفاوتی هستند و معلوم نیست چه تعداد عامل ناشناخته دیگری هم در این میان وجود دارد که می‌تواند روی قیمت خودرو تاثیرگذار باشد. یک فرد عادی مثل بیلی ​​نمی‌تواند موقع محاسبه قیمت خودرو، تمام این داده‌ها را در ذهن خود نگهداری و پردازش کند. البته من هم نمی‌توانم.

انسان‌ها در این زمینه ناتوان و البته تنبل‌اند. ما برای محاسبات ریاضی به روبات‌ها نیاز داریم. بنابراین بیایید از روش‌های محاسباتی برای حل این مساله استفاده کنیم. اجازه دهید داده‌ها را به ماشین بدهیم و از آن بخواهیم که تمام الگوهای (pattern) پنهان و ناآشکار مرتبط با قیمت خودرو را پیدا کند.
وای! جواب داد! و شگفت‌انگیزترین موضوع این است که ماشین چنین کاری را به مراتب بهتر از هر انسانی که تمام وابستگی‌ها (بین قیمت و عامل‌های اثرگذار) را دقیق و کامل در ذهن خود تحلیل کرده باشد انجام می‌دهد.

و با این یافته‌ی جدید، یادگیری ماشین متولد شد.

مترجم: خانم سپیده مشایخی

گزیده:
اگر کامپیوتری بتواند انسان را فریب دهد تا انسان بودنش را باور کند، سزاوار این است که هوشمند نامیده شود. آلن تورینگ