Перейти к основному содержимому

8.06. Как создать свою нейросеть

Всем

Как создать свою нейросеть?

Свою нейросеть можно создать. Можно использовать подключение уже существующих моделей или разрабатывать свою с нуля. Создание нейронной сети — это определенный процесс, который вполне достижим.

Как создать свою модель?

  1. Определение задачи. Первый и самый важный шаг — четко определить, какую задачу вы хотите решить с помощью нейросети:
    • Классификация - определить, к какому классу относится объект (например, распознавание рукописных цифр).
    • Регрессия - предсказать числовое значение (например, прогнозирование цен на недвижимость).
    • Генерация данных - создание новых изображений, текста или музыки.
    • Обработка естественного языка (NLP) - перевод текста, генерация текста, анализ тональности.

Нужно также понять, какие данные имеются, какая метрика будет использоваться для оценки качества модели и какую архитектуру нейросети выбрать.

  1. Сбор и подготовка данных. Нейронные сети требуют качественных данных для обучения. Этот этап часто занимает большую часть времени. 2.1. Сбор данных - собирается датасет (набор данных). 2.2. Проверка достаточности данных для обучения модели. 2.3. Очистка данных - удаление шумов, выбросов, некорректных записей. 2.4. Преобразование данных - нормализация или стандартизация данных. 2.5. Разделение данных на три набора:
    • Обучающий набор (70–80%) для обучения модели.
    • Валидационный набор (10–15%) для настройки гиперпараметров.
    • Тестовый набор (10–15%) для финальной оценки модели.
  2. Выбор архитектуры нейросети.
    • Полносвязная подходит для табличных данных, подойдёт новичку.
    • Свёрточная подойдёт для работы с изображениями.
    • Рекуррентная и трансформеры - более сложные.
  3. Настройка гиперпараметров. Основные гиперпараметры:
    • Количество слоёв - чем больше слоёв, тем сложнее модель.
    • Количество нейронов в слоях - определяет ёмкость модели.
    • Функция активации - ReLU, Sigmoid, Tanh и другие.
    • Скорость обучения (learning rate) - влияет на скорость сходимости.
    • Оптимизатор - Adam, SGD, RMSprop и другие.

В языках программирования есть готовые библиотеки для экспериментов с гиперпараметрами.

  1. Обучение модели - как мы и описывали, проходится в виде цикла - инициализация весов, распространение, вычисление ошибки, обратное распространение и повторение. Цикл обучения повторяется снова и снова.

Важно: избегайте переобучения (overfitting) с помощью методов регуляризации (например, Dropout, L2-регуляризация)

  1. Оценка модели - оценивается качество на тестовом наборе данных по метрикам. Метрики:
    • Для классификации: Точность (accuracy), F1-score, ROC-AUC.
    • Для регрессии: MSE, MAE (Mean Absolute Error), R².
  2. Развёртывание модели. Когда модель готова, её можно использовать в реальных приложениях. Модель экспортируется, интегрируется и мониторится.

Как подключают существующую модель?

Существует множество готовых моделей, которые можно использовать для различных задач - обработка изображений, обработка естественного языка, генерации данных. Эти модели уже предобучены, и их можно получить из репозиториев вроде GitHub, из готовых библиотек, или облачных сервисов.

  1. Определить задачу и выбрать модель.
    • Обработка изображений - ResNet, VGG, Inception, EfficientNet;
    • Обработка естественного языка - BERT, GPT, T5, RoBERTa;
    • Генерация данных - GAN, WaveNet или Tacotron.

Их множество - здесь приведены лишь несколько.

  1. Подготовка проекта. Создайте новый проект в вашей среде разработки. Говоря о языке - обычно такие программы пишут на Python. Поэтому использоваться будет, к примеру, PyCharm, Jupiter Notebook или VS Code).
  2. Установите библиотеки, к примеру, TensorFlow, PyTorch, Hugging Face Model.
  3. Загрузите модель через инструменты - у каждой модели свои инструменты, поэтому здесь важно следовать руководству выбранной модели.
  4. Настройка модели. Если модель уже обучена - можно использовать. Но если задача немного отличается - может потребоваться дообучение, на ваших данных. Это называется fine-tuning (тренировка).
  5. Развёртывание. После загрузки модели и настройки, она интегрируется в соответствующее приложение или сервис. Всё зависит от цели, но основные этапы следующие:
    • создаётся API - веб-сервис, который будет принимать входные данные, обрабатывать их и возвращать результаты. К примеру, FastAPI;
    • сервис развёртывается на сервере или в облаке (можно также использовать Docker);
    • сервис запускается и выполняется мониторинг.
  6. Тестирование. Здесь всё просто - убедиться. что приложение работает корректно.