לדלג לתוכן

שיטות מתמטיות בבינה מלאכותית - ארז שיינר

מתוך Math-Wiki
ד"ר ארז שיינר · אוניברסיטת בר-אילן · סמסטר ב' תשפ"ז
שיטות מתמטיות בבינה מלאכותית
מהמדידה של העולם ועד מודל שיוצר, משחק ובודק: המתמטיקה שמאחורי הבינה המלאכותית, מאמר אחר מאמר
בבנייה הדפים מתפרסמים בהדרגה, יחידה אחר יחידה, לקראת הקורס. בינתיים פורסמו פתח הדבר, יחידה 1, מהעולם אל הדאטה, יחידה 2, הפרספטרון, ויחידה 5, הפצה לאחור.
בקצרה: מחשב אינו רואה תמונה, אינו שומע שיר ואינו קורא משפט. הוא מקבל מספרים, ומהם הוא מזהה פרצוף, מוצא שיר מתוך הקלטה רועשת, מדרג דפי אינטרנט, מתרגם, מצייר, משחק שחמט ובודק פתרון של תרגיל. הספר הזה עוקב אחרי הדרך שבין המספרים לבין היכולות האלה, והוא עושה זאת דרך המאמרים שבהם היא נסללה: משפט הדגימה של שאנון מ־1949, הפרספטרון של רוזנבלט מ־1958, ועד הטרנספורמר, מודלי היצירה והמודלים שבודקים את עצמם של השנים האחרונות.

בכל פרק מאמר אחד: מה הייתה הבעיה, מה הרעיון, ההגדרות והמשפטים המדויקים שמאחוריו עם הוכחותיהם, האלגוריתם צעד אחר צעד, וניסוי שבודק אותו על נתונים אמיתיים מול הפתרון הפשוט ביותר. דרך הדוגמאות נלמד את התהליך כולו - החל מאפיון בעיה, בחירת שיטות מתאימות לטיפול בה, ועד מימוש ושיפור הפתרון.

לפני היחידות: פתח דבר: המסלול של הספר, מה כבר למדתם, מה הבינה המלאכותית צריכה ללמוד, איך עובדים בקורס, ומה קורה בכל שיעור.

היחידות

ייצוג ראשוני ואובדן מידע. קול, תמונה, צבע ושחמט: מה נשמר ומה אובד (Shannon, 1949).

למידה אקראית בהשראת המוח (Rosenblatt, 1958): רשתית, שכבת אסוציאציה אקראית, וכלל תיקון שלומד רק את השכבה האחרונה.

Shazam ופרצופים עצמיים

תדרים, PCA וייצוג חזותי: טביעת אצבע של צליל (Wang, 2003) והפרצופים העצמיים (Turk & Pentland, 1991).

בקרוב
LSI ו־PageRank

טקסט, סמנטיקה ודירוג ברשת: פירוק SVD ומשפט Eckart–Young, PageRank ואיטרציית החזקה, פירוק מטריצות להמלצות.

בקרוב

ייצוג נלמד מתוך תוויות: הפצה לאחור של השגיאה (Rumelhart, Hinton & Williams, 1986), ואחריה רשתות קונבולוציה ו־U-Net.

בלי תוויות

חלוקה למחלקות וגילוי מבנים: k-means (Lloyd, 1982) וחיתוכים מנורמלים (Shi & Malik, 2000).

בקרוב
חשיבה הסתברותית פשוטה

סיווג טקסט לפי מילים: בייס הנאיבי (McCallum & Nigam, 1998).

בקרוב
נראות ומקסימום אנטרופיה

ללמוד משקלים לפיצ'רים מתוך הקשר (Berger ואחרים, 1996).

בקרוב
word2vec

מילים כנקודות במרחב: Skip-gram ו־negative sampling (Mikolov ואחרים, 2013).

בקרוב
שפה, הקשר ו־Transformers

מנגנון הקשב (Vaswani ואחרים, 2017), צעד אחר צעד.

בקרוב
מודלים גנרטיביים

מייצוג ליצירה: VAE (Kingma & Welling, 2013) ומודלי דיפוזיה (Ho, Jain & Abbeel, 2020).

בקרוב
AlphaZero

פעולה, משחק ולמידה עצמית (Silver ואחרים, 2018): MCTS, מדיניות וערך, ומשחק עצמי.

בקרוב
אמינות, אימות ומתמטיקה

ממודל שמנחש למודל שבודקים: אימות צעד אחר צעד (Lightman ואחרים, 2023), DeepSeek-R1 ו־GRPO, ואימות פורמלי.

בקרוב

ראו גם