Структурные модели и глубинное обучение (регулярный семинар)

Материал из MachineLearning.

Версия 15:46, 15 ноября 2015

Описание семинара:

Deep Learning – это разновидность машинного обучения, в основе которой лежат нейронные сети. Сегодня на использовании «глубинного обучения» строятся системы распознавания речи, распознавание визуальных объектов (как статических, так и движущихся) и, наконец, взаимодействие компьютерных систем с естественным языком и вычленение смыслов. Многие ученые считают Deep Learning революцией в машинном обучении, см. например, интервью с директором Facebook по искусственному интеллекту Яном Лекуном (Yann LeCun) (перевод)

Цели исследований соответствующей научной группы:

1. Разработка новых алгоритмов глубинного обучения (Deep Learning),
2. Решение прикладных задач с использованием методов Deep Learning (автоматическое описание изображений/видео, описание 3D формы, анализ нейро-данных, анализ медицинских изображений, и т.п.),
3. Теоретические анализ моделей Deep Learning, в т.ч. и с использованием теории структурных моделей

Время заседаний:

Регулярный семинар, проводится в ИППИ РАН по понедельникам в 18-30, ауд. 615.

Научные руководители семинара

Е.В. Бурнаев и В.Г. Спокойный

Организатор семинара

Совместный учебно-научный семинар магистерской программы Математические методы оптимизации и стохастики Факультета Компьютерных наук НИУ ВШЭ, Института проблем передачи информации РАН и Лаборатории ПреМоЛаб МФТИ. Куратор семинара Евгений Бурнаев (профили в НИУ ВШЭ и на MathNet.ru)

Заседания

Заседание 1 (19 октября)

• Введение в нейронные сети: обзор основных математических моделей нейронных сетей, приложения
• Программные библиотеки для моделирования нейронных сетей, туториалы к ним

Заседание 2 (26 октября)

• Автоматические методы выбора структуры нейронных сетей
• Практические особенности построения нейросетевых моделей в конкретных приложениях

Заседание 3 (2 ноября)

• Обзор по построению Generative Models с помощью методов глубинного обучения
• Применение глубинного обучения для копирования стилей художников

Заседание 4 (9 ноября) - заседания не было

Заседание 4 (16 ноября)

• Обзор моделей и методов Recurrent Neural Networks
• Обзор возможных тем для студенческих проектов
• Обзор библиотеки tensor flow
• Применение глубинного обучения для обработки ЭЭГ (нейро-данные)

Ссылки

Некоторые ссылки:

1. Библиография работ по Deep Learning
2. Книга «Deep Learning» авторов Yoshua Bengio, Ian Goodfellow and Aaron Courville
3. Deep Learning Tutorial by Ruslan Salakhutdinov at the KDD-2014
4. Course: Convolutional Neural Networks for Visual Recognition
5. Composing music with recurrent neural networks
6. A Neural Algorithm of Artistic Style
7. Using Deep Reinforcement Learning to Play Chess
8. Просто полезный сайт deeplearning.net

Программные библиотеки:

1. Theano - питоновский тулбокс для символьных вычислений
2. упражнения по Theano
3. https://github.com/Lasagne/Lasagne Lasagne
4. Tutorial for Lasagne
5. Nolearn (обертка для упрощения работы с Lasagne)
6. Хороший туториал, в котором отражены многие аспекты практического использования глубокого обучения
7. Онлайн книжка, которая по большому счету является одним длинным туториалом. В начале идет достаточно подробное введение в концепцию классических нейронных сетей, а в последней главе обсуждаются некоторые элементы глубокого обучения и дан хороший набор ссылок на другие материалы по глубокому обучению.
8. Если у вас нет графической карточки, то можно пользоваться амазоновскими кластерами с графическими карточками. При использовании spot instances (google it!) стоимость instance с 1 графической карточкой составляет примерно 10-12 центов в час. Вот небольшой мануал на тему установки необходимого софта на AWS (его же можно использовать и для установки на свои машины)
9. Starcluster - система для автоматизации работы со spot instances.
10. как запускать StarCluster на нодах с 14.04, а не 13 (самый свежий коммьюнити-образ на текущий момент)
11. Продвинутый материал, который описывает выигравшее решение крупного конкурса на kaggle по классификации планктона (больше 1000 участников и призовой фонд в 175k $)
12. Обещанные материалы по копированию стиля художников выложены в открытом репозитории в гитхабе (будет пополняться):
    1. Выложены два примера, использующие сети VGG-19 и GoogLeNet (второй пока работает некорректно) с помощью связки Lasagne/Theano.
    2. Все сильно оптимизировано под небольшие объемы памяти и протестировано на mac book pro (late 2013) с графической картой Nvidia GeForce GT 750M (2 Gb памяти).
    3. Некоторые дополнительные установки можно найти внутри ноутбуков.