Чи може ШІ навчатися без даних?

Сучасний ШІ не може навчатися повністю без даних. Машинне навчання та глибинне навчання покладаються на дані для розпізнавання закономірностей, формування правил і покращення результатів. Навіть просунуті моделі, як GPT чи системи підкріплювального навчання, все одно потребують вхідних даних або досвіду з оточення, щоб «навчатися» і робити точні прогнози. Іншими словами, дані — це найважливіше паливо для розвитку ШІ, і без даних ШІ не може розуміти чи приймати корисні рішення.

Розуміння взаємозв’язку ШІ з даними

Ви замислюєтеся, "Чи може ШІ навчатися самостійно без жодних даних?" Щоб отримати найдетальнішу та найрозумнішу відповідь, давайте глибше розглянемо цю тему разом з INVIAI.

Основний принцип: Дані — це фундаментальний елемент усіх сучасних моделей машинного навчання ШІ. ШІ не може «створити» знання самостійно без вхідних даних.

Наприклад, у керованому навчанні ШІ навчається на величезних наборах даних, які люди маркували (зображення, текст, аудіо тощо), щоб розпізнавати закономірності.

Навіть у некерованому навчанні ШІ все одно потребує сирих, немаркованих даних, щоб самостійно виявляти приховані структури або закономірності в цих даних.

Отже, незалежно від методу, ШІ має «живитися» даними — чи то маркованими, чи самостійно маркованими (самокероване навчання), чи даними з реального світу. Без жодних вхідних даних система не зможе навчитися нічого нового.

Поширені методи навчання ШІ

Сьогодні моделі ШІ здебільшого навчаються за такими підходами:

Кероване навчання

ШІ навчається на великих маркованих наборах даних. Наприклад, щоб розпізнавати котів на зображеннях, потрібно тисячі фото з позначками «кіт» або «не кіт» для тренування. Цей метод дуже ефективний, але вимагає значних зусиль для маркування.

Некероване навчання

ШІ отримує немарковані сирі дані і шукає в них закономірності або кластери. Наприклад, алгоритми кластеризації групують набори даних із подібними характеристиками. Цей метод дозволяє ШІ «самонавчатися» на основі даних і виявляти закономірності без людського втручання.

Самокероване навчання

Варіант, що використовується для великих нейронних мереж і великих мовних моделей, де модель сама генерує мітки для даних (наприклад, передбачення наступного слова в реченні або відновлення пропущених частин) і навчається на них. Цей підхід дозволяє ШІ використовувати величезні текстові або зображувальні набори даних без участі людини у маркуванні.

Підкріплювальне навчання (RL)

Замість статичних даних ШІ (агент) взаємодіє з оточенням і навчається на основі сигналів винагороди. ШІ здійснює дії, спостерігає результати (наприклад, винагороду або штраф) і коригує стратегії для покращення результатів.

Підкріплювальне навчання — це навчання програмного агента поведінці в середовищі шляхом інформування його про результати його дій.

— Вікіпедія
Приклад із реального життя: Замість того, щоб людина навчала шахи, AlphaZero від DeepMind грає мільйони партій сам із собою, відкриваючи нові стратегії через сигнали перемоги без використання попередньо наданих експертних наборів даних.

Федеративне навчання

Для чутливих даних, таких як особисті медичні зображення, федеративне навчання дозволяє кільком пристроям (або організаціям) спільно тренувати спільну модель без обміну сирими даними.

  • Глобальна модель надсилається на кожен пристрій
  • Навчання лише на локальних даних
  • Повертаються лише оновлення моделі
  • Сирі дані ніколи не покидають пристрій

Навчання без прикладів (Zero-Shot Learning)

Здатність ШІ робити висновки про нові поняття без конкретних прикладів, спираючись на раніше здобуті широкі знання.

  • Розпізнає невідомі поняття
  • Використовує базу попередніх знань
  • Попередньо натренований на величезних наборах даних
  • Дозволяє міркувати про нові ідеї

Модель ШІ навчається розпізнавати або класифікувати об’єкти/поняття, яких вона раніше не бачила у прикладах.

— IBM, визначення Zero-Shot Learning
Важливе уточнення: Хоча може здаватися, що ШІ може «навчатися без даних», насправді великі мовні моделі все одно покладаються на великі початкові набори даних для формування базових мовних навичок.

Підсумок: Усі ці методи показують, що немає магічного способу, щоб ШІ навчався без даних — у тій чи іншій формі дані потрібні. ШІ може зменшувати залежність від маркованих людиною даних або навчатися з досвіду, але не може навчатися з нічого.

Популярні методи навчання ШІ
Популярні методи навчання ШІ

Сучасні тенденції: навчання з «досвіду» замість статичних даних

Дослідники зараз шукають способи, щоб ШІ менше залежав від даних, наданих людиною. Наприклад, DeepMind нещодавно запропонував модель «потоків» в епоху «ШІ на основі досвіду», де ШІ навчається переважно через власні взаємодії зі світом, а не через проблеми та питання, створені людиною.

Ми можемо досягти цього, дозволяючи агентам безперервно навчатися на власному досвіді — тобто на даних, які генерує сам агент під час взаємодії з оточенням… Досвід стане основним засобом покращення, перевершуючи сьогоднішні масштаби даних, наданих людиною.

— Дослідження DeepMind, цитата з VentureBeat

Іншими словами, у майбутньому ШІ сам генеруватиме власні дані через експерименти, спостереження та коригування дій — подібно до того, як люди навчаються на реальному досвіді.

Приклад прориву: Модель Absolute Zero Reasoner (AZR) тренується повністю через самогру, не потребуючи вхідних даних від людини. Вона генерує власні задачі (наприклад, фрагменти коду або математичні задачі), розв’язує їх і використовує результати як сигнали винагороди для навчання.
Традиційний ШІ

Дані, надані людиною

  • Потребує маркованих наборів даних
  • Залежить від людської експертизи
  • Обмежений доступними прикладами
  • Статичний підхід до навчання
ШІ на основі досвіду

Самогенеровані дані

  • Створює власні виклики
  • Навчається на відгуках оточення
  • Безперервне вдосконалення
  • Динамічний підхід до навчання

Вражає, що, не використовуючи зовнішні тренувальні дані, AZR досягає найкращих результатів у математиці та програмуванні, навіть перевершуючи моделі, навчені на десятках тисяч маркованих прикладів. Це демонструє, що ШІ може генерувати власний «набір даних», постійно ставлячи та розв’язуючи завдання.

Автономні системи навчання

Окрім AZR, багато інших досліджень вивчають ШІ, який навчається автономно. Інтелектуальні агентські системи можуть взаємодіяти з програмним забезпеченням і віртуальними світами, накопичуючи досвід.

  • Взаємодія з інструментами та вебсайтами
  • Навчання через симуляційні ігри
  • Самостійне встановлення цілей і винагород
  • Розвиток автономних звичок
Інсайт досліджень: ШІ можна спроектувати так, щоб він сам встановлював цілі та винагороди, подібно до того, як люди формують звички. Хоча це ще на стадії досліджень, ці ідеї підкреслюють: жоден ШІ не може справді навчатися без даних — натомість «дані» надходять із власного досвіду ШІ.
Передова тенденція - навчання з
Передова тенденція — навчання з «досвіду» замість статичних даних

Основні висновки

Головне: Сучасний ШІ все ще потребує даних (у тій чи іншій формі) для навчання. Не існує справжнього «ШІ без даних».

Натомість ШІ може менше залежати від даних, наданих людиною, завдяки:

  • Використанню немаркованих даних (некероване навчання)
  • Навчанню на основі відгуків оточення (підкріплювальне навчання)
  • Створенню власних викликів (наприклад, модель AZR)

Багато експертів вважають, що в майбутньому ШІ дедалі більше навчатиметься через досвід, який він збирає сам, роблячи досвід основним «джерелом даних», що допомагає йому вдосконалюватися.

Остаточна істина: ШІ не може навчатися з нічого; джерело «даних» може бути більш складним (наприклад, сигнали оточення, винагороди), але завжди потрібен якийсь вхід для навчання і вдосконалення машини.
Зовнішні джерела
Цю статтю було складено з урахуванням таких зовнішніх джерел:
96 статті
Розі Ха — авторка на Inviai, яка спеціалізується на поширенні знань та рішень у сфері штучного інтелекту. Завдяки досвіду досліджень та впровадження ШІ у різні галузі, такі як бізнес, створення контенту та автоматизація, Розі Ха пропонує зрозумілі, практичні та надихаючі матеріали. Її місія — допомогти кожному ефективно використовувати ШІ для підвищення продуктивності та розширення творчих можливостей.
Пошук