tariel.ge › Полезное: бесплатные книги › ИИ изнутри: от нейрона до своей моделиБесплатно · автор Тариел Бежанидзе
← ИИ изнутри ЛИСТ 06Смысл в числахРЕВ. 1
Глава 06 · Смысл в числах

Вектор как смысл: почему близкое оказывается рядом

Сеть умеет только умножать числа. Значит, слово, картинку и звук надо сначала превратить в числа — причём так, чтобы близкие по смыслу оказались рядом. Это и есть главный трюк.

Задача

Нейрон умножает и складывает. Слово «конденсатор» умножать нельзя. Значит нужен способ сопоставить каждому понятию набор чисел.

Наивный вариант: пронумеровать все слова. Конденсатор — 1, резистор — 2, кошка — 3. Работать не будет: из такой нумерации следует, что конденсатор ближе к резистору, чем к кошке, только случайно, а ещё что «кошка минус резистор равно конденсатор». Числа появились, смысла в них нет.

Решение: много чисел вместо одного

Пусть каждое понятие описывается не одним числом, а набором — вектором. Каждая координата отвечает за какое-то свойство.

упрощённый пример: четыре свойства
                   электронный  пассивный  накопитель  живой
конденсатор            0.9         0.9        0.9       0.0
резистор               0.9         0.9        0.1       0.0
аккумулятор            0.7         0.3        0.9       0.0
кошка                  0.0         0.0        0.0       1.0

Теперь близость осмысленна: конденсатор и резистор похожи по трём координатам из четырёх, конденсатор и аккумулятор — по свойству «накопитель», кошка не похожа ни на что.

Как на самом деле

В реальных моделях координат не четыре, а от нескольких сотен до нескольких тысяч. И — важно — никто не задаёт, что означает каждая. Они получаются в процессе обучения, и человеческих названий у них нет. Таблица выше — иллюстрация идеи, а не устройство.

Что значит «рядом»

Раз понятия стали точками в пространстве, между ними можно мерить расстояние. Обычно считают не расстояние, а угол между векторами — косинусную близость.

ЗначениеСмыслПример
около 1Почти одно и то же«конденсатор» и «ёмкость»
около 0.6Из одной области«конденсатор» и «резистор»
около 0Не связаны«конденсатор» и «кошка»
отрицательноеПротивоположны по какому-то признакуредко и неочевидно
Почему угол, а не расстояние

Длина вектора часто отражает частоту слова или «силу» сигнала, а не смысл. Угол от длины не зависит: он ловит именно направление, то есть о чём слово, а не насколько оно популярно. Для поиска по смыслу это то, что нужно.

Знаменитая арифметика над смыслом

Обнаруженное в ранних моделях свойство, которое до сих пор лучше всего объясняет идею: векторы можно складывать и вычитать, и результат осмыслен.

классические примеры
король − мужчина + женщина  ≈  королева
Париж  − Франция  + Грузия  ≈  Тбилиси
идти   − настоящее+ прошлое ≈  шёл

Направление «мужское → женское» оказалось одним и тем же направлением в пространстве для множества пар слов. Модель никто этому не учил — оно возникло само, как экономный способ описать язык.

Честная оговорка

Эти примеры часто приводят как безотказное свойство, а на деле оно работает выборочно и подобрано задним числом: для многих пар слов арифметика даёт ерунду. Как иллюстрация идеи — прекрасна. Как метод — ненадёжна.

Один вектор на слово — недостаточно

Слово «ключ» — это гаечный ключ, ключ от двери, ключ шифрования или родник. Один вектор не может отражать все смыслы сразу.

Современные модели дают контекстные векторы: у одного и того же слова получается разный вектор в зависимости от окружения. «Ключ на тринадцать» и «ключ от квартиры» дадут разные числа.

И это прямо подводит к следующему

Чтобы вектор слова зависел от окружения, сеть должна уметь смотреть на другие слова в предложении и решать, какие из них важны. Механизм, который это делает, называется вниманием — глава 08. Всё в этой книге сходится туда.

Векторы есть у всего

ЧтоВо что превращаетсяЧто даёт
Слово, фраза, абзацВектор смыслаПоиск по смыслу, а не по буквам
ИзображениеВектор содержанияНайти похожие картинки
ЗвукВекторУзнать голос, найти похожий звук
Пользователь сайтаВектор интересовРекомендации
Товар, статья, файлВекторПохожее рядом
Самое интересное — общее пространство

Можно обучить так, что текст и картинки попадают в одно и то же пространство. Тогда вектор фразы «вздутый конденсатор» оказывается рядом с векторами соответствующих фотографий. Отсюда вырастает и поиск картинок словами, и генерация изображений по описанию — глава 14.

Что это даёт вам практически

Проверьте, что поняли

Что дальше

Соберём из этого рабочий инструмент: поиск по смыслу в ваших собственных книгах, который запускается на вашем ноутбуке.

Глава06 — Вектор как смысл: почему близкое оказывается рядом
БлокСмысл в числах
Далее07 — Эмбеддинги на практике: поиск по своим книгам
Ревизия1
↑ Оглавление Предыдущая глава← 05 · Переобучение: выучить, ничего не поняв Следующая глава07 · Эмбеддинги на практике: поиск по своим книгам →

Бесплатная книга · tariel.ge · версии инструментов и команды проверяйте в документации проектов

Книга бесплатна для чтения. Автор — Тариел Бежанидзе, компьютерный мастер в Батуми · tariel.ge · все бесплатные книги. Копировать текст целиком на другие сайты — только со ссылкой на источник.