Cos’è una rete neurale?

Una rete neurale è un modello computazionale di apprendimento automatico che segue la struttura del cervello umano. È costituito da reti di nodi o neuroni interconnessi per elaborare e apprendere dai dati, eseguire compiti complessi e arrivare a conclusioni. Imita il modo in cui funzionano i neuroni biologici nel cervello umano e sviluppa un sistema adattivo che migliora continuamente sulla base degli errori passati.

Le reti neurali possono fare previsioni e imparare dai dati, il che è utile in una varietà di compiti. Vengono utilizzati nel riconoscimento facciale, nel riconoscimento vocale, nei veicoli autonomi, nel riconoscimento della scrittura, nella diagnosi medica, nelle previsioni del mercato azionario e nei chatbot come Gemini e ChatGPT sugli smartphone Android .

Come funzionano le reti neurali?

Come un cervello umano, una rete neurale artificiale è composta da neuroni artificiali: uno strato di input, uno o più strati nascosti e uno strato di output che lavorano insieme per apprendere dai dati e risolvere problemi. È identico alle cellule cerebrali umane che si inviano segnali elettrici per tenere conto delle circostanze, valutare le possibilità e giungere a conclusioni. Il processo decisionale è diviso in due fasi: propagazione all’indietro e propagazione in avanti.

Livello di input

Il livello di input riceve i dati, li analizza e li passa ai livelli nascosti. I pesi vengono assegnati dopo aver corretto un livello di input. Determinano l’importanza di una determinata variabile per raggiungere lo strato di output.

Strati nascosti

Questi sono i livelli tra i livelli di input e di output. Ogni strato di una rete neurale è costituito da piccoli nodi individuali. Questi nodi sono adattivi e si modificano man mano che raccolgono più informazioni. Il livello nascosto elabora le informazioni e le passa al livello successivo.

Strato di uscita

Rappresenta lo strato finale e produce il risultato in base agli input ricevuti. Questo processo è anche chiamato propagazione in avanti. La rete neurale tiene conto del calcolo della perdita, della discesa del gradiente per ridurre la perdita, diminuire l’imprecisione, regolare il peso e addestra il modello ad adattarsi e apprendere modelli dai dati di input. È spesso noto come backpropagation.

Tipi di reti neurali

Esistono diversi tipi di reti neurali. Differiscono in base ai punti di forza e ai casi d’uso. Diamo uno sguardo ad alcuni dei tipi più comuni.

Reti neurali feedforward

È il più elementare della lista. Qui, i dati viaggiano da uno strato di input allo strato di output in una direzione lineare. Il suo approccio diretto lo rende adatto ai software di riconoscimento facciale. Esiste anche un percettrone multistrato (MLP), che è un tipo di rete neurale feedforward con diversi strati nascosti.

Reti neurali ricorrenti (RNN)

Le reti neurali ricorrenti sono più complesse. Ogni nodo nel modello RNN funziona come una cella di memoria per ricordare le informazioni per un uso futuro. Il sistema inoltre apprende e si modifica automaticamente per fornire previsioni migliori. Tali tipi di reti neurali vengono utilizzate nelle soluzioni software di sintesi vocale.

Rete neurale convoluzionale (CNN)

La CNN è il modello più popolare per l’elaborazione delle immagini, il rilevamento di oggetti, il riconoscimento facciale, la classificazione delle immagini e altro ancora. Ha strati convoluzionali che apprendono indizi, trovano altre caratteristiche dai dati di input e mettono insieme tutto per riconoscere l’immagine.

A cosa servono le reti neurali?

Le reti neurali hanno rivoluzionato le aziende e la nostra vita quotidiana con soluzioni software utili e intelligenza artificiale di livello superiore. Ecco alcuni casi d’uso comuni per le reti neurali artificiali:

  • Rilevamento delle frodi: le banche, i fornitori di servizi di pagamento e i principali istituti finanziari utilizzano reti neurali per eliminare automaticamente le transazioni insolite. Queste reti utilizzano dati storici per cercare attività anomale sul server.
  • Previsione del mercato azionario: le reti neurali vengono utilizzate nella previsione del mercato azionario. Cercano di prevedere le tendenze future e aiutano gli investitori a prendere una decisione informata.
  • Previsione del comportamento dei consumatori: le società di marketing utilizzano le reti neurali per analizzare il comportamento e i modelli di acquisto dei consumatori. Tali informazioni preziose li aiutano a creare strategie e campagne di prodotto migliori. Anche le società di e-commerce e i fornitori di streaming come Netflix si affidano alle reti neurali per consigliare prodotti e programmi TV su misura per le tue preferenze.
  • Diagnosi delle malattie: le reti neurali vengono utilizzate nel settore sanitario. Il modello può leggere radiografie o risonanze magnetiche e assistere nella diagnosi di malattie.
  • Riconoscimento facciale: un altro caso d’uso comune delle reti neurali. Le reti neurali consentono funzionalità di riconoscimento facciale su smartphone, sistemi di sicurezza, telecamere del traffico e piattaforme di social media.
  • IA generativa: i modelli di IA generativa non mancano . Soluzioni software come Microsoft Designer e Adobe Firefly utilizzano una qualche forma di reti neurali artificiali per generare immagini, testo, musica e altro in base alle istruzioni.

Abbiamo appena scalfito la superficie delle applicazioni di rete neurale. Sono inoltre cruciali per le previsioni meteorologiche, le scoperte scientifiche e il riconoscimento vocale sui popolari assistenti vocali come Siri, Google Gemini , Alexa e altri.

Differenza tra una rete neurale e il deep learning

Le reti neurali e il deep learning vengono spesso utilizzati nello stesso contesto. Sono correlati in una certa misura. La parola Deep nel deep learning si riferisce alla profondità degli strati in una rete neurale. Una rete neurale, che ha più livelli nascosti, può anche essere definita un algoritmo di deep learning.

Il deep learning sfrutta le reti neurali con diversi livelli nascosti, utili nella gestione di dati complessi. La maggior parte dei modelli di intelligenza artificiale generativa, dei modelli PNL (Natural Language Processing) e dei software di riconoscimento vocale utilizzano reti neurali profonde per prevedere i risultati.

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