اشتراک
اعتبار: Pixabay/CC0 Public Domain
اعتبار: Pixabay/CC0 Public Domain
هوش مصنوعی یادگیری ماشین فناوری

شبکه عصبی برای بهبود دقت، تردید کردن را می‌آموزد

در یک نگاه چکیدهٔ خودکار موتور هوش مصنوعی افق آبی

پژوهشگران مرکز هوش مصنوعی اسکول‌تک به همراه همکارانی از آکادمی علوم روسیه، روشی ابداع کرده‌اند که به شبکه‌های عصبی امکان می‌دهد دقت بیشتری در ارزیابی اطمینان پیش‌بینی‌های خود داشته باشند. این روش با استفاده از داده‌های آموزشی آگاه از اطمینان، جهت بهبود قابلیت اطمینان مدل‌های شبکه عصبی در وظایف پرخطر مانند پزشکی کاربرد دارد. این رویکرد در کنفرانس بین‌المللی کاربردهای بینایی کامپیوتر ارائه شده و نشان داده‌ که می‌تواند قابلیت اطمینان شبکه‌های عصبی را در شرایط پیچیده و مرزی افزایش دهد. برخلاف روش‌های کلاسیک که تنها از برچسب‌های باینری استفاده می‌کنند، این روش «برچسب‌های نرم» را معرفی می‌کند که مقادیری بین ۰ تا ۱ هستند و اطمینان کارشناسان را نشان می‌دهند. این تکنیک به شناسایی مواردی که نیاز به تأیید انسان دارند کمک کرده و دو نوع عدم قطعیت، معرفتی و تصادفی، را در نظر می‌گیرد. این روش می‌تواند در حوزه‌های حیاتی مانند سیستم‌های پزشکی و خودران که دقت و قابلیت اطمینان حیاتی است، کاربرد داشته باشد. الکساندر یوگای، از مرکز هوش مصنوعی اسکول‌تک، به کارایی این روش در کاهش خطر اطمینان بیش از حد در موارد پیچیده اشاره کرده است. همچنین الکسی زایتسف بر اهمیت آموزش مدل‌ها برای شناسایی خطرات خطا و موفقیت این روش در استراتژی‌های تصمیم‌گیری محتاطانه تأکید کرد.

پژوهشگران مرکز هوش مصنوعی اسکول‌تک (Skoltech AI Center) به همراه همکارانی از موسسه مشکلات انتقال اطلاعات آکادمی علوم روسیه، روشی را توسعه داده‌اند که به شبکه‌های عصبی امکان می‌دهد «اطمینان» خود به پیش‌بینی‌ها را با دقت بیشتری ارزیابی کنند.

این روش از مجموعه‌ای ویژه از داده‌های آموزشی آگاه از اطمینان استفاده می‌کند و هدف آن بهبود قابلیت اطمینان مدل‌های شبکه عصبی در وظایف پرخطر، به عنوان مثال، در پزشکی یا تولید است.

نتایج در کنفرانس بین‌المللی زمستانی کاربردهای بینایی کامپیوتر (WACV-2025) و در مجموعه مقالات کنفرانس ارائه شده است.

مدل‌های شبکه عصبی مدرن اغلب دقت بالایی نشان می‌دهند، اما گاهی اوقات در پیش‌بینی‌های خود بیش از حد مطمئن هستند، حتی در شرایطی که داده‌ها مبهم هستند یا حاوی نویز می‌باشند. این مسئله می‌تواند در حوزه‌هایی مانند پزشکی، ایمنی صنعتی یا سیستم‌های خودران حیاتی باشد. رویکرد توسعه‌یافته با کنترل دقیق‌تر رفتار مدل‌ها در سناریوهای پیچیده و مرزی، می‌تواند قابلیت اطمینان آن‌ها را افزایش دهد.

روش جدید به شبکه عصبی کمک می‌کند تا مواردی را که ممکن است پیش‌بینی آن نیاز به تأیید انسانی داشته باشد، شناسایی کند. تیم تحقیقاتی این فناوری را بر روی داده‌های دنیای واقعی، از جمله وظایف تشخیص پزشکی برای تعیین گروه خونی، آزمایش کردند و افزایش قابل توجهی در دقت ارزیابی عدم قطعیت در وظایف طبقه‌بندی و بخش‌بندی به دست آوردند.

برخلاف رویکردهای کلاسیک که در نمونه‌های آموزشی فقط از برچسب‌های باینری (دودویی) (۰ یا ۱) استفاده می‌شود، روش جدید علاوه بر آن، «برچسب‌های نرم» - مقادیری بین ۰ تا ۱ که منعکس‌کننده اطمینان کارشناسان به دقت نشانه‌گذاری داده‌ها است - را معرفی می‌کند. این امر به مدل کمک می‌کند تا استراتژی تصمیم‌گیری محتاطانه‌تری بسازد و به موقعیت‌هایی با درجه بالایی از عدم قطعیت، مؤثرتر پاسخ دهد.

همچنین، این روش امکان در نظر گرفتن دو نوع عدم قطعیت را فراهم می‌کند: عدم قطعیت معرفتی (اپیستمیک - epistemic) که با ناکافی بودن و ناقص بودن داده‌های آموزشی مرتبط است و عدم قطعیت تصادفی (آلیاتوریک - aleatory) که ناشی از نویز طبیعی یا ابهام در خود داده‌ها است.

الکساندر یوگای، مهندس پژوهشگر جوان در مرکز هوش مصنوعی اسکول‌تک گفت: «روش ما به شبکه عصبی کمک می‌کند تا بفهمد کجا باید محتاط باشد. در عمل، این امر خطر اطمینان بیش از حد آن را هنگام کار با موارد پیچیده یا مرزی کاهش می‌دهد. ما این روش را روی داده‌های واقعی آزمایش کردیم و اثربخشی آن را در تخمین عدم قطعیت تأیید کردیم.»

فناوری جدید می‌تواند در حوزه‌های حیاتی که قابلیت اطمینان هوش مصنوعی در آن‌ها اهمیت دارد، از جمله سیستم‌های تشخیص پزشکی، اتوماسیون صنعتی، سیستم‌های کنترل فنی و راه‌حل‌های خودران به کار گرفته شود.

الکسی زایتسف، دانشیار اسکول‌تک و رئیس آزمایشگاه تحقیقات کاربردی اسکول‌تک-اسبربانک، اظهار داشت: «ما بر آموزش مدل تمرکز کردیم تا نه تنها تصمیم‌گیری کند، بلکه مواردی را که خطر خطا در آن‌ها به ویژه بالا است، شناسایی نماید. به لطف استفاده از نشانه‌گذاری اطمینان، راه‌حل ما از راه‌حل‌های موجود متمایز است. ارزیابی 'احتیاط' برای تصمیم‌گیری در پزشکی و سایر حوزه‌ها با هزینه بالای خطا، حیاتی است.»

اشتراک:
این گزارش ترجمه و بازنویسی خبری با موتور هوش مصنوعی افق آبی است و برای خوانندهٔ فارسی‌زبان بازتنظیم شده. منبع اصلی: techxplore