Quasi ogni compito di machine learning, nella sua essenza, può ridursi allo stesso problema matematico: dato un insieme di variabili di input, predire il valore delle variabili di output.
Fondamenti del Machine LearningNella programmazione tradizionale è un umano a scrivere le regole; nel machine learning si forniscono alla macchina degli esempi ed è lei a ricavare le regole da sola.
Fondamenti del Machine LearningUn sistema di machine learning impara regolando i propri pesi per rendere la loss — il numero che misura l'errore di predizione complessivo — la più piccola possibile, tramite un algoritmo di ottimizzazione, tipicamente la discesa del gradiente.
Fondamenti del Machine LearningUn modello che fitta perfettamente i dati di training può comunque essere inutile: l'obiettivo non è errore zero ma la generalizzazione — predire al meglio i casi mai visti — il che significa resistere alla tentazione dell'overfitting.
Fondamenti del Machine LearningIl machine learning si può ricondurre a tre grandi famiglie — apprendimento supervisionato, non supervisionato e per rinforzo — distinti da come sono i dati di training: etichettati, non etichettati o sostituiti da ricompense.
Una rete neurale è un modello fatto di nodi elementari disposti in strati e collegati da connessioni pesate: i dati entrano dallo strato di input, attraversano uno o più strati nascosti ed escono dallo strato di output — e i pesi delle connessioni sono esattamente i parametri che l'addestramento deve trovare.
Reti neuraliUn neurone artificiale calcola una somma pesata dei suoi input, aggiunge un bias e passa il risultato attraverso una funzione di attivazione: è la non linearità di quest'ultima a rendere sensata la profondità, perché senza di essa un'intera rete collasserebbe in una sola operazione lineare.
Reti neurali