Maskininl?rning (ML)

Varf?r oss?

Maskininl?rning har blivit en central del av modern teknologi och artificiell intelligens. I denna artikel kommer du att f? en inblick i vad maskininl?rning inneb?r, hur den fungerar och vad den anv?nds till. Du kommer ?ven att l?ra dig om dess historia, olika typer av algoritmer och hur den skiljer sig fr?n djupinl?rning och artificiell intelligens.

Vad ?r maskininl?rning (ML)?

Maskininl?rning (ML) ?r en underkategori av artificiell intelligens (AI) som anv?nder matematiska algoritmer och data f?r att efterlikna hur m?nniskor l?r sig av erfarenheter. Syftet med maskininl?rning ?r att fatta informerade beslut eller f?ruts?gelser baserat p? tidigare interaktioner med liknande typer av data. M?let med maskininl?rning ?r att f?rb?ttra f?ruts?gelser eller beslut ju mer data som blir tillg?nglig.

M?nga av de maskininl?rningsalgoritmer som anv?nds idag ?r utformade f?r att g?ra f?ruts?gelser. De analyserar data f?r att identifiera m?nster och korrelationer och anv?nder sedan dessa m?nster f?r att f?ruts?ga framtida h?ndelser eller uppskatta ok?nda v?rden.

Mer sofistikerade maskininl?rningsalgoritmer kan fatta beslut genom att anv?nda f?ruts?gelser tillsammans med f?rdefinierade regler eller policyer. Denna typ av maskininl?rningsalgoritm anv?nds ofta f?r att g?ra rekommendationer eller direkt trigga ?tg?rder.

Techopedia f?rklarar betydelsen av maskininl?rning

Illustrationen visar hur maskininl?rning bearbetar data likt m?nskligt t?nkande vid f?rklaring av vad maskininl?rning ?r.

N?r dataforskare och maskininl?rningsingenj?rer diskuterar definitioner av maskininl?rning, syftar de p? algoritmer som kan bearbeta data, identifiera m?nster och anv?nda dessa m?nster f?r att fatta beslut eller g?ra f?ruts?gelser om ny data.

I detta sammanhang ?r ordet maskin en synonym f?r datorprogram, och ordet inl?rning beskriver hur vissa typer av algoritmer kan anv?nda sina egna resultat f?r att stegvis f?rb?ttra de ber?kningar de anv?nder f?r att g?ra f?ruts?gelser eller beslut.

Maskininl?rningens historia

I b?rjan av 1940-talet skrev Warren McCulloch och Walter Pitts en banbrytande artikel som inspirerade Alan Turing och andra matematiker att bli intresserade av m?jligheten att artificiell intelligens kunde bli mer ?n bara ett teoretiskt koncept.

Deras artikel, med titeln “A Logical Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity“, introducerade idén att aktivitet i den m?nskliga hj?rnan kan f?rst?s i termer av bin?r logik. Detta var viktigt eftersom det ?ppnade d?rren till att f?rst? intelligens i algoritmiska termer.

P? 1950-talet introducerade Arthur Samuel konceptet att bin?r logik, precis som m?nsklig intelligens, kunde f?rb?ttras med erfarenhet. Ungef?r samtidigt introducerade Frank Rosenblatt Perceptron, en maskin som kunde l?ra sig att k?nna igen enkla visuella m?nster. Samuels och Rosenblatts arbete banade v?g f?r utvecklingen av mer sofistikerade algoritmer trettio ?r senare.

?r 1986 publicerade David E. Rumelhart, Geoffrey Hinton och Ronald J. Williams en artikel med titeln “Learning Representations by Back-propagating Errors.” Denna artikel gav tydliga exempel och visade den praktiska effektiviteten av att anv?nda lager av algoritmer f?r att tr?na neurala n?tverk. Deras arbete hj?lpte till att ?teruppliva ett brett intresse f?r AI och lade grunden f?r det som senare skulle bli k?nt som djupinl?rning.

Vid sekelskiftet kunde forskare anv?nda djupinl?rning f?r att tr?na mycket st?rre neurala n?tverk, vilket ledde till genombrott inom uppgifter som bildigenk?nning och datorseende. Ytterligare framsteg drevs senare av den ?kade tillg?ngen till big data och GPU-ber?kning.

Hur maskininl?rning fungerar

Maskininl?rning anv?nder algoritmer f?r att parsa datainmatningar, analysera dem och g?ra f?ruts?gelser eller beslut.

H?r ?r en f?renklad f?rklaring av hur processen vanligtvis fungerar:

  1. Datainsamling

    Processen b?rjar med att samla in stora m?ngder data som ?r relevant f?r den aktuella uppgiften.

  2. Datapreparering

    N?sta steg ?r att rensa den insamlade datan och dela upp den i en tr?ningsupps?ttning och en testupps?ttning. Robotiserad processautomation (RPA) kan anv?ndas f?r att automatisera delar av dataf?rbehandlingsarbetsfl?det.

  3. Val av inl?rningsalgoritm

    Det finns m?nga olika metoder f?r att designa maskininl?rningsalgoritmer, och valet beror p? vilken typ av uppgift algoritmen ska anv?ndas till.

  4. Tr?na maskininl?rningsmodellen

    Tr?ningsprocessen inneb?r att k?ra algoritmen p? tr?ningsdata tills den f?rst?r m?nstren i datan och kan g?ra korrekta f?ruts?gelser om ny data. Under tr?ningsprocessen anv?nder algoritmen sina egna resultat f?r att justera interna parametrar. Den slutgiltiga versionen av algoritmen efter tr?ningen kallas f?r maskininl?rningsmodellen.

  5. Utv?rdering

    Efter tr?ningen utv?rderas modellen. Detta inneb?r att testupps?ttningen anv?nds f?r att se hur v?l ML-modellen presterar p? data den inte har sett f?rut. M?tv?rden som noggrannhet, precision och ?terkallelse kan anv?ndas f?r att m?ta prestanda.

  6. Finjustering av modell

    Efter utv?rderingen kan modellen beh?va m?nsklig hj?lp f?r att justera parametrar eller byta till en annan maskininl?rningsalgoritm.

  7. G?ra f?ruts?gelser

    N?r modellen har tr?nats och finjusterats kan den anv?ndas f?r att g?ra f?ruts?gelser eller beslut baserat p? ny data.

Algoritmer f?r maskininl?rning

Maskininl?rningsalgoritmer kan grovt klassificeras efter de uppgifter de ?r utformade f?r och hur de anv?nder data f?r att l?ra sig att utf?ra uppgiften.

H?r ?r en ?versikt ?ver de huvudsakliga typerna av maskininl?rningsalgoritmer och n?gra anm?rkningsv?rda exempel inom varje kategori:

?vervakad inl?rning

?vervakad inl?rning algoritmer tr?nas med m?rkt data d?r b?de inmatningar och motsvarande utmatningar ?r k?nda. Under tr?ningsprocessen analyserar denna typ av algoritm f?rh?llandet mellan inmatning och utmatningsexempel. Detta ?r hur den l?r sig att f?ruts?ga r?tt utmatningsv?rden f?r nya inmatningar.

Exempel p? denna typ av inl?rningsalgoritmer inkluderar:

  • Linj?r regression
  • Logistisk regression
  • Support Vector Machines (SVMs)
  • Beslutstr?d
  • Slumpm?ssiga skogar
O?vervakad inl?rning

O?vervakad inl?rning algoritmer tr?nas med stora m?ngder om?rkt data. Under tr?ningsprocessen analyserar denna typ av algoritm data f?r att identifiera m?nster och strukturer, och anv?nder sedan vad den har l?rt sig f?r att f?ruts?ga utfall f?r ny data.

Exempel inkluderar:

Semi?vervakad inl?rning

Semi?vervakad inl?rning algoritmer anv?nder b?de m?rkt och om?rkt data f?r tr?ning. Vanligtvis anv?nds en liten m?ngd m?rkt data och en st?rre m?ngd om?rkt data under tr?ningsprocessen. Denna typ av algoritm ?r anv?ndbar n?r kostnaden f?r att skaffa m?rkt data ?r f?r h?g f?r att implementera fullt ?vervakad inl?rning.

F?rst?rkningsinl?rning

F?rst?rkningsinl?rning algoritmer agerar som en agent som observerar tillst?ndet i en milj? under tr?ning, fattar ett beslut och f?r positiv eller negativ ?terkoppling om beslutet. Agenten anv?nder ?terkopplingen f?r att skapa och finjustera en policy som kan anv?ndas f?r ny, osedd data.

Anm?rkningsv?rda exempel inkluderar:

  • Q-inl?rning
  • Djup f?rst?rkningsinl?rning
Djupinl?rning

Djupinl?rning algoritmer staplar algoritmer ovanp? varandra i ett neuralt n?tverk. Varje lager bearbetar indata genom att utf?ra ber?kningar och skickar sedan resultaten vidare till n?sta lager. N?r datan n?r det sista lagret kommer n?tverket ha omvandlat indata till utdata som kan anv?ndas f?r att g?ra f?ruts?gelser eller beslut. Djupinl?rning ?r s?rskilt effektivt p? att bearbeta ostrukturerad data s?som bilder och video, tal och text.

Exempel inkluderar:

  • Konvolutionella neurala n?tverk (CNNs)
  • Rekurrenta neurala n?tverk (RNNs)
[/su_accordion]

Maskininl?rning vs Djupinl?rning vs AI

Nyhetsartiklar och popul?rkultur anv?nder ofta “AI” som ett allomfattande begrepp, ?ven n?r de h?nvisar till specifika typer av AI som maskininl?rning eller djupinl?rning. Termer som “inl?rning”, “algoritm” och “data” anv?nds inom alla tre omr?den, vilket kan f? dem att verka mer lika ?n de faktiskt ?r.

F?r att s?rskilja dem kan det vara anv?ndbart att t?nka p? hur var och en av dessa termer i maskininl?rningens betydelse relaterar till de andra.

Enkelt uttryckt ?r djupinl?rning en specifik typ av maskininl?rning, och maskininl?rning ?r en specifik typ av artificiell intelligens.

Diagram som j?mf?r artificiell intelligens, maskininl?rning och djupinl?rning.

Maskininl?rningens typer av implementering

Maskininl?rning kan implementeras internt, i molnet, och vid n?tverkets kant. Varje typ av implementering har sina f?rdelar och utmaningar, och valet beror ofta p? de specifika behoven hos applikationen n?r det g?ller hastighet, kostnad, s?kerhet och krav p? regulatorisk efterlevnad.

H?r ?r n?gra vanliga typer av maskininl?rningsimplementeringar:

On-premise-implementeringMolnbaserad implementeringEdge-implementeringHybridimplementering

On-premise-implementering

Denna metod inneb?r att maskininl?rningsmodeller implementeras direkt inom en organisations egna IT-infrastruktur. Denna typ av implementering ger organisationen full kontroll ?ver h?rdvaru- och mjukvarumilj?n.

Molnbaserad implementering

M?nga organisationer v?ljer att implementera sina maskininl?rningsmodeller i molnet p? grund av den flexibilitet, skalbarhet och minskade driftskostnader som det erbjuder. Molnleverant?rer som AWS, Google Cloud och Microsoft Azure kan tillhandah?lla kraftfulla plattformar som st?der hela maskininl?rningslivscykeln, fr?n dataf?rbehandling och modelltr?ning till implementering och ?vervakning.

Edge-implementering

Vid edge-implementeringar anv?nds maskininl?rningsmodeller p? edge-enheter som smartphones, IoT-n?tverks noder eller lokala servrar. Denna metod ?r anv?ndbar f?r applikationer som kr?ver realtidsbearbetning och beh?ver fatta beslut utan f?rdr?jningen som kan uppst? vid tv?v?gskommunikation med en central server.

Hybridimplementering

En hybridmetod kombinerar on-premise- och molnimplementeringar. Till exempel kan kritisk data och ber?kningar hanteras internt av s?kerhetssk?l, medan mindre k?nsliga uppgifter kan flyttas till molnet f?r att dra nytta av dess skalbarhet, effektivitet och relativt l?ga kostnader.

Maskininl?rning som en tj?nst

Maskininl?rning som en tj?nst (MLaaS) ?r en snabbt v?xande trend d?r tredjeparts tj?nsteleverant?rer eller hanterade tj?nsteleverant?rer erbjuder resurser f?r maskininl?rning genom en prenumerationsbaserad eller anv?ndningsbaserad prismodell.

Denna metod g?r det m?jligt f?r f?retag att anv?nda maskininl?rningstekniker utan att beh?va investera i eller underh?lla den underliggande infrastrukturen eller personalen.

MLaaS kan vara ett kostnadseffektivt alternativ f?r organisationer som vill experimentera med maskininl?rning eller snabbt implementera ML-kapaciteter men saknar djup expertis och/eller den underliggande infrastrukturen.

Vad orsakar bias i maskininl?rning?

Maskinbias ?r ett komplext problem som kan p?verkas av en kombination av datarelaterade, algoritmiska och m?nskliga faktorer.

N?r data som anv?nds f?r att tr?na en modell inte korrekt speglar m?ngfalden i verkligheten, eller om den inneh?ller historiska f?rdomar och partiskhet, kommer modellen att l?ra sig dessa bias och replikera dem.

De parametrar som en modell justerar automatiskt under tr?ningen kan ocks? orsaka bias. Om viktiga funktioner som kan p?verka resultaten utel?mnas, eller om irrelevanta funktioner ges f?r stor vikt, kan modellens noggrannhet och r?ttvisa ?ventyras.

M?nskliga misstag i valet av algoritmer, deras tolkning och deras implementering spelar ocks? en stor roll i maskinbias. Prioritering av vissa m?tv?rden ?ver andra kan p?verka hur en modell finjusteras och, f?ljaktligen, hur den presterar inom olika grupper.

Att hantera bias i maskininl?rning ?r inte enkelt. Det kr?ver noggrann uppm?rksamhet p? datakvalitet och representativitet, utveckling av algoritmer som kan minska bias, transparensverktyg som kan f?rst? resonemanget bakom modellens beslut, och kontinuerlig m?nsklig ?vervakning f?r att identifiera och ?tg?rda den bias som modellen uppr?tth?ller.

Exempel och till?mpningar av maskininl?rning?

Maskininl?rningsapplikationer ?r mycket flexibla och teknikens inverkan m?rks i n?stan alla aspekter av dagens arbetsliv, ?ver ett brett spektrum av branscher och sektorer inom ekonomin.

H?lso- och sjukv?rd

Sjukdomsdiagnos:?Analysera medicinska avbildningar f?r att uppt?cka och diagnostisera sjukdomar.

L?kemedelsutveckling:?Snabba upp l?kemedelsutveckling och minska experimentkostnader.

Finans

Bedr?geridetektion: Analysera k?pbeteende f?r att identifiera bedr?gliga transaktioner i realtid.

Algoritmisk handel: F?ruts?g aktiemarknadsf?r?ndringar och utf?r aff?rer vid optimala tidpunkter.

Detaljhandel

Personliga rekommendationer: Analysera kundbeteende f?r att rekommendera produkter.

Lagerhantering: F?ruts?g produktbehov f?r att optimera lagerniv?er.

Fordons- och transportsektorn

Sj?lvk?rande fordon: Planera v?gar, undvik hinder och fatta beslut i realtid.

Ruttoptimering: Optimera leveransrutter genom att ta h?nsyn till trafik, v?der och andra variabler.

Teknik och underh?llning

Taligenk?nning: Till?t virtuella assistenter att bearbeta och svara p? r?stkommandon.

Inneh?llsrekommendation: Rekommendera media baserat p? individuella anv?ndarpreferenser och vanor.

Jordbruk

Avkastningsprognos: Analysera sensordata f?r att f?ruts?ga sk?rdeavkastning.

Sjukdoms- och skadedjursdetektion:?Analysera bilder fr?n dr?nare eller markenheter f?r att uppt?cka v?xtsjukdomar och skadedjur.

Utbildning

Adaptiva inl?rningssystem:?Anpassa och justera inneh?ll f?r att m?ta varje students inl?rningshastighet och stil.

F?r- och nackdelar med maskininl?rning

Maskininl?rning erbjuder m?nga f?rdelar, men det kommer ocks? med en rad utmaningar.

En av de mest betydande f?rdelarna ?r teknikens f?rm?ga att bearbeta och analysera stora m?ngder data mycket snabbare och mer effektivt ?n vad m?nniskor kan. Denna kapacitet g?r det m?jligt f?r f?retag att f? insikter fr?n deras egna data, vilket tidigare var om?jligt eller ekonomiskt opraktiskt att uppn?.

Eftersom maskininl?rningssystem kan l?ra sig av ny data, kan de f?rb?ttra sin egen prestanda med minimal m?nsklig inblandning. F?rutom att underl?tta datadrivna beslut, hj?lper deras anv?ndning organisationer att ?ka effektiviteten och anst?llda att f?rb?ttra sin personliga produktivitet.

Det ?r dock viktigt att komma ih?g att maskininl?rning ocks? har sina nackdelar.

En stor oro handlar om m?ngden och kvaliteten p? den data som anv?nds f?r att tr?na algoritmer. Om tr?ningsdatan ?r partisk eller ofullst?ndig kommer modellen sannolikt att prestera d?ligt eller uppr?tth?lla befintliga bias, vilket kan leda till or?ttvisa eller skadliga resultat.

Detta ?r s?rskilt viktigt i maskininl?rningsprogramvara som anv?nds inom personalhantering eller brottsbek?mpning, d?r partiska AI-beslut kan f? allvarliga konsekvenser f?r m?nniskors liv.

En annan nackdel ?r att vissa typer av maskininl?rningsmodeller, s?som stora spr?kmodeller (LLMs), kr?ver mycket datorkraft, vilket kan vara b?de kostsamt och milj?m?ssigt kr?vande.

Komplexiteten hos sofistikerade modeller g?r dem ocks? sv?ra att f?rst? och tolka, vilket kan leda till black box-modeller, d?r f?ruts?gelse- och/eller beslutsprocessen ?r ogenomskinlig och inte l?tt f?rklarbar. Bristen p? transparens kan vara ett hinder i sektorer d?r det ?r viktigt att f?rst? beslutsprocessen f?r att fastst?lla juridiskt ansvar om en maskininl?rningsmodells resultat ?r felaktiga.

Slutligen, och kanske viktigast av allt, kan maskininl?rning ?ka s?kerhetsrisker om teknologin inte ?r designad och/eller implementerad korrekt.

Cyberattacker mot tr?ningsdata och maskininl?rningsmodeller kan vara sv?ra att uppt?cka och kan allvarligt p?verka resultaten. S?kerhetshantering spelar en viktig roll i b?de utvecklingen av maskininl?rning och maskininl?rningsoperationer (MLops).

MLOps

Maskininl?rningsoperationer ?r en metod f?r att hantera livscykelhantering av maskininl?rningsmodeller och ?r inspirerad av DevOps, en v?letablerad metod f?r att holistiskt hantera mjukvaruutvecklingscykler.

MLOps b?sta praxis ?r avsedda att ?verbrygga klyftan mellan maskininl?rningsutveckling, implementering och deras underh?ll i produktionsmilj?er. M?let ?r att s?kerst?lla att modeller undviker modelldrift och forts?tter att leverera korrekta f?ruts?gelser och fatta anv?ndbara beslut under f?r?ndrade f?rh?llanden.

Idealiskt sett best?r MLOps-team av dataforskare, dataingenj?rer, mjukvaruutvecklare, maskininl?rningsingenj?rer och personal fr?n IT-driftshantering.

F?r att vara mest effektiva b?r MLOps-team ocks? hj?lpa till att s?kerst?lla att de ML-modeller de utvecklar, implementerar och st?djer ?r skalbara, reproducerbara och transparenta.

Hur man blir en maskininl?rningsingenj?r

Maskininl?rningsingenj?rer spelar en viktig roll i MLOps.

Kandidater f?r v?lbetalda maskininl?rningsjobb b?r ha en examen i datavetenskap eller ett relaterat omr?de samt en stark bakgrund inom matematik och statistik.

Denna jobbtitel kr?ver vanligtvis programmeringskunskaper i spr?k som Python eller R, och kandidater b?r ha arbetskunskaper om TensorFlow och PyTorch.

Det ?r ocks? viktigt f?r jobbkandidater att f?rst? alla typer av maskininl?rningsalgoritmer samt olika typer av implementeringsmodeller. Praktisk erfarenhet kan erh?llas genom personliga projekt, praktikplatser eller bidrag till ?ppen k?llkod maskininl?rningsprojekt p? GitHub.

Maskininl?rning har s? m?nga till?mpningar i verkligheten att ML-ingenj?rer, n?r de f?r mer erfarenhet, ofta specialiserar sig inom ett specifikt omr?de av teknologin som kr?ver s?rskilda f?rdigheter. De kandidater som ?r intresserade av spr?kbearbetning (NLP) eller datorseende b?r till exempel ha goda kunskaper om neurala n?tverk och djupinl?rning, samt ?verv?ga att skaffa certifieringar inom b?da omr?dena.

Slutsatsen om vad som menas med maskininl?rning

Maskininl?rning ?r en kraftfull underkategori av artificiell intelligens som anv?nder algoritmer f?r att l?ra sig fr?n data och g?ra f?ruts?gelser eller beslut utan att explicit programmeras f?r varje m?jlighet.

Maskininl?rning anv?nds i allt st?rre utstr?ckning f?r att f? insikter fr?n big data, automatisera arbetsfl?den och fatta datadrivna beslut i realtid. Att underh?lla maskininl?rningssystem i produktion kr?ver kontinuerliga anstr?ngningar f?r att s?kerst?lla att modellens resultat f?rblir korrekta, anv?ndbara och opartiska n?r indata och f?rh?llanden f?r?ndras.

Vanliga fr?gor om maskininl?rning

Vad ?r maskininl?rning i enkla ord?

Vad ?r skillnaden mellan AI och ML?

Vilka ?r de 4 grundl?ggande stegen i maskininl?rning?

Vad ?r huvudsyftet med maskininl?rning?

Relaterade termer

Margaret Rouse
Technology expert
Margaret Rouse
Teknikexpert

Margaret Rouse ?r en prisbel?nt teknisk skribent och l?rare som ?r k?nd f?r sin f?rm?ga att f?rklara komplexa tekniska ?mnen f?r en icke-teknisk aff?rspublik. Under de senaste tjugo ?ren har hennes f?rklaringar publicerats p? TechTargets webbplatser och hon har citerats som en auktoritet i artiklar av New York Times, Time Magazine, USA Today, ZDNet, PC Magazine och Discovery Magazine.Margarets idé om en rolig dag ?r att hj?lpa IT- och aff?rsproffs att l?ra sig tala varandras h?gt specialiserade spr?k. Om du har ett f?rslag p? en ny definition eller hur man kan f?rb?ttra en teknisk f?rklaring, v?nligen maila Margaret eller kontakta…

',a='';if(l){t=t.replace('data-lazy-','');t=t.replace('loading="lazy"','');t=t.replace(/