А ты готов опознавать котов? Нейросети и котики – детям

Буду откровенен – у тебя в руках предельно маленькая книга про искусственный интеллект, может быть, даже беспредельно маленькая. Единственное оправдание для меня – желание сделать ее максимально краткой и по возможности простой для понимания (но это не точно). Даже если ты еще не умеешь читать, то с помощью родителей сможешь приобщиться к столь актуальной теме, как нейросети.

Ты запустишь простейшую нейросеть для компьютерного зрения и проверишь, как она распознает тех, кто больше всего этого заслуживает – котиков! И даже создашь маленький, но полностью автономный искусственный интеллект.

Для выполнения экспериментов достаточно практически любого компьютера (включая ноутбуки и планшеты) с вэб-камерой. Более сложные опыты потребуют небольших дополнительных затрат.

Как ты уже, наверное, слышал, мозг человека состоит из особых клеток – нейронов. Эти клетки чувствительны к электрическим импульсам, поступающим извне. Нейрон способен обрабатывать, хранить, передавать информацию с помощью электрических и химических сигналов.

Число нейронов в мозге человека составляет, по разным оценкам, от 80 до 100 миллиардов. А в мозге котика – до 1 миллиарда нейронов.

Один ученый (точнее, два!) – американский нейрофизиолог Уоррен МакКаллок и нейролингвист, логик и математик Уолтер Питтс – придумали нейросети в далеком 1943, решив по аналогии с мозгом создать электронную схему для анализа данных и принятия решений.

Суть ее в том, что большое число заранее “обученных” нейронов, связанных между собой, могут действовать подобно мозгу человека, принимая решение на основе ранее полученной информации.

Высказывалось даже мнение, что достаточно лишь соединить между собой очень большое число нейронов, чтобы получить полное подобие мозга человека или другого животного. Конечно же, это не так.

Компьютеры в то время только появились, представляли собой огромные установки, занимавшие целые этажи или даже здания. О том, чтобы развернуть на таком компьютере подобие современной нейросети, не могло быть и речи.

Но это не значит, что нейросети сидели и ждали появления быстрых компов, ничего не делая. На следующем рисунке показаны важные события в истории развития нейросетей.

Сейчас нейросети уже достаточно широко применяются, например:

– распознавание номеров автомобилей для выявления нарушителей правил движения;

– распознавание лиц людей (поиск преступников);

– использование биометрических данных для предоставления услуг;

– повышение качества фотографий и видео;

– интеллектуальное редактирование видео (например, замена лиц);

– синтез изображений (например, фотографий людей);

– синтез текстов;

– многое другое.

Поскольку ты пока начинающий разработчик, мы создадим один из простейших, но, в то же время, вполне работоспособный проект, демонстрирующий возможности нейронных сетей.

Что же нам потребуется?

Оборудование:

– компьютер (обычный настольный, либо ноутбук, либо планшет) – подойдет практически любой, главное, чтобы можно было установить софт (об этом чуть ниже);

– веб-камера (если используешь обычный комп, потому что в ноутах и планшетах камера обычно встроена).

Программы:

– дистрибутив Python;

– библиотеки imutils, cv2.

Итак, мы считаем, что у тебя есть комп, и он работает под управлением