Beth yw dysgu peirianyddol?

Er bod dysgu peirianyddol yn ymddangos fel cysyniad cymharol newydd, cafodd y term ‘dysgu peirianyddol’ ei fathu gyntaf yn 1959 gan Arthur Samuel yn ystod ei ymchwil ar addysgu cyfrifiadur sut i chwarae’r gêm draffts.

Ers y gwaith arloesol hwn ar ddeallusrwydd artiffisial (AI), mae dysgu peirianyddol wedi esblygu’n fawr dros y degawdau diwethaf.

Beth yw dysgu peirianyddol?

Cangen o AI yw dysgu peirianyddol. Er mai AI yw’r wyddoniaeth o ddynwared gweithredoedd ac ymddygiad dynol, mae dysgu peirianyddol yn wyddoniaeth sy’n hyfforddi peiriant sut i ddysgu.

Mae algorithmau dysgu peirianyddol yn gweithio drwy ddod o hyd i batrymau mewn symiau mawr o ddata. Gall y data fod yn ystod o fformatau – rhifau, geiriau, delweddau, cliciau, neu unrhyw beth y gellir ei storio’n ddigidol a’i fwydo i algorithm dysgu peirianyddol. Yna mae’r algorithmau’n cael eu hyfforddi i wneud dosbarthiadau neu ragfynegiadau a datgelu mewnwelediadau allweddol gyda phrosiectau cloddio data.

Er i fodelau dysgu peirianyddol gael eu creu gyntaf ddegawdau yn ôl, mae’r gallu i’r algorithmau hyn gymhwyso cyfrifiadau mathemategol cymhleth yn awtomatig i ddata mawr yn gyflym yn ddatblygiad cymharol ddiweddar, ac mae llawer o gwmnïau bellach yn defnyddio dysgu peirianyddol ar gyfer nifer o wahanol ddefnyddiau.

Wrth i nifer yr achosion o ddata mawr barhau i godi, bydd y galw yn y farchnad am arbenigwyr gwyddor data yn ehangu hefyd, wrth i fusnesau ddefnyddio dysgu peirianyddol fwyfwy i effeithio ar eu llwyddiant a’u twf.

Beth yw dysgu dwfn?

Mae dysgu dwfn yn is-faes dysgu peirianyddol. Er bod dysgu peirianyddol yn dibynnu i raddau helaeth ar ymyrraeth ddynol i ddysgu a bod pobl yn pennu’r gwahaniaethau rhwng nodweddion mewn pwyntiau data, mae dysgu dwfn yn awtomeiddio llawer o’r rhan echdynnu nodwedd o’r broses, gan ddileu’r angen am ymyrraeth ddynol a galluogi defnyddio setiau data mawr.

Gall dysgu dwfn brosesu sypiau mawr o ddata anstrwythuredig a gall bennu nodweddion yn awtomatig sy’n gwahaniaethu gwahanol gategorïau o ddata oddi wrth y naill a’r llall.

I fynd ymhellach fyth, mae rhwydweithiau niwral yn is-faes dysgu dwfn. Weithiau maen nhw’n cael eu galw yn rhwydweithiau niwral artiffisial (ANN), mae’r rhain yn cynnwys haenau nodau gwahanol – haen fewnbwn, haen allbwn, ac un neu fwy o haenau cudd. Wedi’i ysbrydoli i ryw raddau gan weithrediadau mewnol yr ymennydd dynol, mae nodau fel niwronau ac mae’r rhwydwaith fel yr ymennydd.

Mae pob nod wedi’i gysylltu, ac os bydd un yn mynd dros drothwy ei bwysau cysylltiedig, mae’r nod yn cael ei actifadu ac mae data’n cael ei anfon i’r haen nesaf. Gellir ystyried rhwydwaith niwrol sy’n cynnwys mwy na thair haen yn algorithm dysgu dwfn.

Rhwydweithiau dysgu dwfn a niwrol sy’n cael eu credydu am achosi cynnydd mewn meysydd fel gweledigaeth gyfrifiadurol, prosesu iaith naturiol, a chydnabod lleferydd.

Sut mae dysgu peirianyddol yn gweithio?

Mae tair cydran i’r rhan fwyaf o algorithmau dysgu peirianyddol. Y rhain yw:

• Proses benderfynu – lle bydd yr algorithm yn cynhyrchu amcangyfrif am batrwm yn y data
• Swyddogaeth gwall – mesur pa mor gywir oedd yr amcangyfrif drwy ei gymharu ag enghreifftiau hysbys lle mae ar gael
• Proses ddiweddaru neu optimeiddio – lle mae’r algorithm yn asesu’r cam ac yn cylchu’n ôl i ddiweddaru’r broses benderfynu i fireinio’r amcangyfrif i’w wneud yn fwy cywir

Dulliau dysgu peirianyddol

Mae sawl math o ddysgu peirianyddol, mae’r rhain yn cynnwys:

Dysgu dan oruchwyliaeth

Mewn dysgu peirianyddol dan oruchwyliaeth, mae data wedi’i labelu yn dweud wrth y peiriant pa batrymau i chwilio amdanynt. Mae’r math hwn o ddysgu peirianyddol yn galluogi algorithmau i gael eu hyfforddi i ddosbarthu neu ragweld canlyniadau mewn data newydd yn gywir. Mae rhai dulliau a ddefnyddir mewn dysgu dan oruchwyliaeth yn cynnwys rhwydweithiau niwrol, atchwel llinol, atchwel logistaidd, peiriannau fector cymorth, a mwy.

Dysgu heb oruchwyliaeth

Mae dysgu peirianyddol heb oruchwyliaeth yn defnyddio setiau data heb eu rheoli i algorithmau eu dadansoddi. Mae algorithmau’n darganfod patrymau cudd a grwpiau data heb ymyrraeth ddynol, neu heb gael eu hyfforddi na dweud wrthynt beth i chwilio amdano.

Dysgu wedi’i led-oruchwylio

Mae dysgu wedi’i led-oruchwylio yn cynnwys cyfuniad o setiau data wedi’u labelu a heb eu labelu. Gan y gall data wedi’i labelu gymryd llawer o amser i’w greu neu’n ddrud i’w ddatrys, defnyddir ychydig o ddata wedi’i labelu i lywio dosbarthiad ac echdynnu nodweddion o set ddata fwy o ddata heb ei labelu.

Dysgu atgyfnerthol

Dysgu peirianyddol atgyfnerthol yw pan fydd model dysgu peirianyddol yn dysgu drwy brofi a methu, gyda chanlyniadau llwyddiannus yn cael eu hatgyfnerthu drwy wobrau. Un enghraifft o ddysgu atgyfnerthol yw pan ddefnyddiodd Gerry Tesauro IBM hyn i adeiladu chwaraewr tabler oedd yn dysgu ei hun ym 1992.

Ble mae dysgu peirianyddol yn cael ei ddefnyddio?

Defnyddir dysgu peirianyddol mewn llawer o fusnesau ar draws nifer o ddiwydiannau, mewn cymwysiadau o ddydd i ddydd yr ydym yn rhyngweithio â nhw, efallai heb sylweddoli, ac mewn prosiectau dysgu peirianyddol gyda’r nod o newid y byd.

Un prosiect y soniwyd llawer amdano yw car hunan-yrru Google. Mae hyn yn cael ei greu gan ddefnyddio dysgu peirianyddol.

Bydd defnyddwyr rheolaidd Amazon neu Netflix wedi sylwi ar y ddau blatfform yn awgrymu argymhellion ar gyfer cynhyrchion newydd neu sioeau teledu newydd i’w gwylio. Mae’r argymhellion hyn hefyd yn cael eu creu gan ddefnyddio dysgu peirianyddol.

Mae achosion eraill o ddydd i ddydd yn cynnwys hidlo negeseuon e-bost penodol i’n ffolderi sbam, canfod twyll ar ein cyfrifon banc, neu sgwrsfotiau ar lawer o wefannau. Mae hyd yn oed safleoedd swyddi fel LinkedIn yn defnyddio dysgu peirianyddol i ddadansoddi beth allai ein rôl nesaf fod.

Nid yw dysgu peirianyddol wedi’i gyfyngu i un diwydiant yn unig, gan y gall llawer ei roi ar waith i dyfu eu busnesau neu i wneud eu profiad cwsmeriaid yn well neu’n fwy diogel. Mae gwasanaethau ariannol yn ei ddefnyddio i atal twyll a defnyddio cloddio data i nodi proffiliau risg uchel, mae asiantaethau’r llywodraeth yn ei ddefnyddio i gynyddu effeithlonrwydd ac arbed arian, ac mae gofal iechyd yn ei ddefnyddio i asesu iechyd claf mewn amser real. Defnyddir dysgu peirianyddol hefyd wrth gludo i wneud llwybrau’n fwy effeithlon, a manwerthu i roi profiad siopa personol i chi.

Sut i ddysgu dysgu peirianyddol

Mae dysgu peirianyddol yn faes sy’n ehangu’n gyflym, ac mae angen gwyddonwyr data ar fwy a mwy o fusnesau i’w helpu i gynyddu eu defnydd o’r offeryn arloesol a proffidiol hwn. Mae’r bwlch sgiliau TG yn fyd-eang ac yn enfawr, felly ni fu erioed amser gwell i ddatblygu eich gwybodaeth am ddysgu peirianyddol a bod â galw mawr amdanoch yn y sector hwn sy’n talu’n dda.

Ar ein MSc Cyfrifiadureg, bydd ein modiwl dysgu peirianyddol yn rhoi profiad ymarferol i chi o sut i gymhwyso technegau a datrys astudiaethau achos peirianneg.

Mae’r radd hon yn cael ei hastudio’n gyfan gwbl ar-lein ac yn rhan-amser, fel y gallwch barhau i ddatblygu eich gyrfa wrth i chi ffitio eich dysgu o amgylch eich bywyd.