Машинное обучение для нормальных людей

Прочитал на днях статью «Применение машинного обучения для дизайнеров» и книгу «Машинное обучение для дизайнеров». Разочарован: не понимаю, для кого это всё пишут. Куча размахиваний руками в воздухе и псевдо-сложных рассуждений. Ноль практического применения.

Но я задумался — а где реально обычный дизайнер интерфейсов (или любой не-специалист в computer science) может столкнуться с машинным обучением в повседневных проектах, да ещё с русскоязычными данными. Я попробовал собрать несколько примеров вместе с инструментами.

Поехали!

Распознавание речи

Что это. Программа слушает запись голоса и преобразует её в текст.

Инструменты. Распознавать речь умеют все крупные вендоры: Гугл, Амазон, Микрософт. Они сделали удобные облачные сервисы и библиотеки, только с русским всё печально. Поэтому для русской речи я использовал SpeechKit от Яндекса.

Речь распознавать он более-менее умеет, но качество очень так себе. По моему опыту, короткие бытовые фразы распознаются на 70%, а если говорит ребёнок или у человека плохая дикция — 50%. То есть это далеко не продакшен-качество, использовать голос как единственный способ ввода нельзя.

Есть одно исключение: адреса. Их Яндекс распознаёт очень хорошо (возможно, вы замечали это по яндекс-навигатору). Лучше человека. Так что для ввода адресов SpeechKit реально можно использовать.

Понимание смысла сказанного

Что это. Программа анализирует текст и пытается понять, что имел в виду человек. По такому принципу работают голосовые помощники вроде Siri и «умные» чат-боты (тупые же ориентируются по ключевым словам, без всякого машинного обучения).

Инструменты. Всё ещё хуже, чем с распознаванием речи. Тот же SpeechKit умеет проводить морфологический анализ предложения (части речи, лица, падежи). Плюс-минус умеет вычленять даты, адреса и ФИО. Но не умеет главного — понимать смысл: выделять действия, объекты, характеристики и обстоятельства.

Распознавание текста

Что это. Программа распознаёт печатный и рукописный текст на сканах и из видео, извлекает текст из фотографий документов и банковских карт, считывает штрихкоды.

Инструменты. На этой поляне давно и прочно играет ABBYY с их FineReader Engine, а ещё есть Smart Engines.

Компьютерное зрение и классификация изображений

Что это. Программа анализирует изображение и относит его к одной из категорий (спортивная машина, ребёнок, цветок и т. п.) Отсеивает «взрослые» фото, считывает текст и логотип с фотографии. Находит лица, определяет количество людей и их пол. Выделяет основные цвета.

Инструменты. Тут работают Cloud Vision от Гугла и свеженький Data Factory от Яндекса.

Про решение от Яндекса толком ничего не известно, а Гугл справляется хорошо. Вот Антон Мальцев на Хабре отлично разобрал каждую возможность и сравнил с конкурентами.

Рекомендации, прогнозы и анализ взаимосвязей

Рекомендации — это «классическое» машинное обучение, которое уже лет двадцать работает на том же Амазоне: проанализировать действия пользователя, понять его предпочтения, предложить что-то интересное. Аналогично Фейсбук формирует ленту, рекомендует друзей и группы — изучая предпочтения пользователя.

Прогнозы — «обучить» программу на известной выборке данных, чтобы дальше она «предсказывала» результат по новым данным.

Например, банк скармливает программе базу людей, которые брали кредиты, и по каждому человеку указывает итог — вернул он долг или просрочил. Дальше программа сама выдаёт прогноз для новых заёмщиков — просрочит человек выплату или нет.

Еще пример: та же программа предсказывает, сколько конкретно денег можно ссудить человеку, чтобы он без проблем выплатил потом кредит.

Анализ взаимосвязей — программа смотрит на данные и замечает закономерности, которые человек не может увидеть самостоятельно. Например, тот же банк может получить ответ на вопрос «что общего у заёмщиков, которые просрочили выплату по кредиту?»

Инструменты. Тут много алгоритмов, я не буду вдаваться в подробности. Много готовых библиотек и сервисов, которые их реализуют. Вот хороший обзор, а вот пример использования гуглового облака для рекомендаций в интернет-магазине, на русском.

Творчество

Что это. Программа выступает «соавтором» дизайнера. Человек задаёт условия задачи, алгоритм анализирует варианты решения и предлагает оптимальный. Это направление ещё называют генеративным дизайном.

Генеративный дизайн используют в архитектуре, промышленности, медицине. Задача, которую решает программа — уменьшить вес и увеличить прочность конструкции (например, детали самолёта или протеза). Маловероятно, что вы столкнётесь с таким проектом, но мало ли ツ

Инструменты. Для генеративного дизайна используют софт компании Autodesk.

⌘ ⌘ ⌘

Конечно, это очень поверхностный обзор. Если завзятый технарь каким-то чудом дочитает до этого места, он будет раскалён как чайник ツ С другой стороны, я надеюсь, что получилось понятное для не-специалистов введение в тему.

Описанные техники машинного обучения встречаются в повседневных проектах, поэтому хорошо понимать, про что они — даже если вы далеки от «компьютерных наук».