Sinyalleri Tanıma ve Yorumlama İçin “Cybertron” Öğrenen Makinesi
Raytheon Co.
Communications and Data Processing Operation
Norwood, Mass.
İnsana son derece yakın, öğrenen, karar veren, hatalarından yararlanan ve insanı şaşırtan problemleri nasıl çözeceğini açıklayan özel amaçlı bir makine bu şirket tarafından geliştirilmiştir.
Bu öğrenen makine “mantık dışıdır”: deneme ve yanılma yoluyla öğrenir, yeni durumları geçmiş deneyimlerle ilişkilendirir ve becerisini sürekli olarak geliştirir.
Cybertron olarak adlandırılan bu aygıt bir bilgisayar değildir ve bilgisayarların günümüzde üstlendiği hızlı hesaplamalar ve sayısız diğer görevler için tasarlanmamıştır. Programcı olarak adlandırılan teknisyenler tarafından girilen adım adım formüllerle, bilgisayarların yaptığı gibi “mantıksal” biçimde çalışmaz.
Bunun yerine Cybertron, formülü bilinmeyen ancak bir insan öğretmenin “Doğru” ya da “Yanlış” şeklinde işaret edebileceği problemlere yönelir. Kendi yaklaşım yöntemini belirler ve giderek daha iyi yanıtlar verir. Ayrıca, “en iyi” yanıta ulaşmak için kullandığı yöntemi de açıklayabilir.
İnsanların koşullu tepkiyle—bazı uyaranlara karşı acı, diğerlerine karşı haz—öğrenmesine benzer biçimde, bu öğrenen makine de “cezalandırılır ve ödüllendirilir.”
Makine öğrenme sırasında bir hata yaptığında, öğretmen bir “hata” düğmesine basar. Bu, “ceza” ile sonuçlanır—makinenin yöntemini yeniden değerlendirmesine ve bellek içeriğini ayarlamasına neden olur. Öğretmen genellikle, yalnızca hata yaptığını belirtmek dışında hiçbir şey söylemez; ancak gerekirse doğru yanıtı da gösterebilir. Doğru yanıt verdiğinde ise, çalışmasına kesintisiz devam etmesine izin verilerek “ödüllendirilir.”
Cybertron, belirli alanlardaki verilere veya deneyimlere maruz bırakılarak öğrenir; daha önce öğrenilmiş olanları değiştirir ve yeni verileri belleğinde saklar. Her bir deneyimde bilmesi gereken her şeyi saniyeler içinde özümser.
Raytheon’un Norwood, Mass.’daki Communications and Data Processing Operations bünyesindeki Advanced Development Laboratory’de öğrenen makinenin iki modeli bulunmaktadır.
Makinelerin daha küçüğü olan, delikli şerit belleğe sahip K100, Savunma Bakanlığı ile yapılan sözleşme kapsamında askerî problemler üzerinde çalışmaktadır. Manyetik tambur belleğe sahip daha büyük model K200 ise geliştirilmenin son aşamalarındadır ve konuşma seslerini tanımak üzere tasarlanmış çok daha büyük bir öğrenen makinedir. Tam olarak geliştirildiğinde, 192 öğrenme elemanını kullanarak tüm tipik Amerikan kelime seslerini tanıyıp yazıya dökebilecektir.
Küçük makine (K100), yaklaşık bir ayak uzunluğunda delikli bir şeride sahiptir; bu şerit, düzinelerce kardiyogram ve sonar sinyal kaydı hakkında öğrendiği her şeyi depolar.
Cybertron’un kullanımıyla daha yüksek ayırt ediciliğe sahip radarlar geliştirilebilir. Örneğin, mühendisler ona gerçek radar hedef sinyallerini sahte radar sinyallerinden ayırma problemini sundular. Makine daha sonra, radar sinyallerinden daha önce mümkün olandan daha geçerli bilgilerin çıkarılmasını sağlayan filtrelerin tasarımı için bilgi sağladı.
Hem normal hem de anormal elektrokardiyogramlar “incelenmiştir.” Makine, saniyeler içinde bir kardiyogram hakkında bilmesi gereken her şeyi özümser, bir sonrakine geçer; yeni materyali saklar ve daha önce öğrendiklerini değiştirir.
Gerçek hedef yankılarını sahte olanlardan ayırma konusunda deneyimli sonar operatörleriyle karşı karşıya getirildiğinde, makine normalde aylar süren öğrenme tekniklerini saatler içinde öğrendi. Okyanus tabanından, yunuslardan ve gerçek denizaltı hedeflerinden gelen benzer sesli yankılarla başa çıkar ve diğerlerinin arasından denizaltı yankılarını doğru biçimde seçer.
Konserve fabrikalarında, bunun gibi öğrenen makineler meyve ve diğer tarım ürünlerini ayırmayı ve sınıflandırmayı öğrenmek üzere eğitilebilir. Diğer endüstrilerdeki birçok muayene prosedürü de aynı şekilde ele alınabilir. Konveyör bantlar üzerinde ilerleyen parçalar veya diğer ürünler ayrılabilir, sınıflandırılabilir ya da reddedilebilir.
Rüzgâr, sıcaklık, hava durumu haritaları, radar desenleri ve diğer ayrıntılar hakkında veri sağlayan sensörlerle donatıldığında, makine bir meteoroloğun yerel hava tahminlerini dakikalar içinde yapmasına yardımcı olabilir. Bir tahminin ardından makinenin bulguları yanlış çıkarsa, ona hata yaptığı bildirilebilir. Bunun üzerine bellek içeriğini ayarlar ya da rafine eder ve aynı hatayı yeniden yapma olasılığını azaltır. Cybertron, tekrarın sıkıcı hâle gelmesi gibi bir tehlike taşımaz. Aksine, tekrar üzerinde gelişir; öğrenmesini sürekli olarak inceltir ve performansını iyileştirir.
Cybertron’un öğrenmesi sinyaller biçiminde olduğundan, makinenin beyni yüzlerce mil uzaktaki kardeş makineler tarafından okunabilir. Bildiği her şey, geleneksel haberleşme sistemleri aracılığıyla iletilebilir.
Cybertron belirli bir görevi bir kez ustalıkla öğrendiğinde, bu bilgi AIDE’ye (Adapted Identification Decision Equipment) aktarılabilir; AIDE daha basit ve daha kompakt bir makinedir, görevi yerine getirebilir ancak daha fazla öğrenme yapamaz.