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自然言語処理のための高度なガイド

イントロダクション自然言語処理（NLP）の変革的な世界へようこそ。ここでは、人間の言語の優雅さが機械の知能の正確さと出会います。NLPの見えない力は、私たちが頼りにしているデジタルのインタラクションの多くを支えています。このナチュラルランゲージプロセッシングガイドは、あなたの質問に応答するチャットボット、意味に基づいて結果を調整する検索エンジン、声のアシスタントがリマインダーを設定するなど、さまざまなアプリケーションで使用されます。この包括的なガイドでは、ビジネスを革新しユーザーエクスペリエンスを向上させる、最先端のNLPの応用について掘り下げていきます。文脈埋め込みの理解: 単語は単なる分離された単位ではありません。文脈によってその意味が変わります。Word2Vecのような静的な埋め込みから文脈を必要とする対話型な埋め込みまで、埋め込みの進化について見ていきます。トランスフォーマーとテキスト要約の技術: 要約は単なるテキストの切り詰めを超える難しい仕事です。トランスフォーマーアーキテクチャとT5などのモデルについて学び、成功する要約の基準がどのように変わっているかを理解しましょう。深層学習の時代には、層や複雑さのために感情を分析することは困難です。特にトランスフォーマーアーキテクチャに基づく深層学習モデルは、これらの複雑な層を解釈することに長けており、より詳細な感情分析を提供します。有用な洞察を得るために、Kaggleのデータセット ‘Airline_Reviews’ を使用します。このデータセットには実世界のテキストデータが含まれています。学習目標ルールベースのシステムから深層学習アーキテクチャへの移行を認識し、特に転換の重要な瞬間に重点を置きます。 Word2Vecなどの静的単語表現から動的な文脈埋め込みへのシフトについて学び、言語理解における文脈の重要性を強調します。トランスフォーマーアーキテクチャの内部構造と、T5などのモデルがテキスト要約を革新している方法について詳しく学びます。特にトランスフォーマーベースのモデルなどの深層学習を活用して、テキストの感情に具体的な洞察を提供できるかを発見します。この記事はデータサイエンスブログマラソンの一部として公開されました。 NLPの深い探求自然言語処理（NLP）は、機械に人間の言語を理解し、解釈し、応答することを教える人工知能の分野です。この技術は、人間とコンピュータをつなげ、より自然なインタラクションを可能にします。スペルチェックやキーワード検索などの簡単なタスクから、機械翻訳、感情分析、チャットボットの機能などのより複雑な操作まで、さまざまなアプリケーションでNLPを使用できます。これにより、音声アクティベーションされた仮想アシスタント、リアルタイム翻訳サービス、さらにはコンテンツ推奨アルゴリズムなどが機能することが可能になります。自然言語処理（NLP）は、言語学、コンピュータサイエンス、機械学習の知識を結集し、テキストデータを理解できるアルゴリズムを作成することで、現代のAIアプリケーションの基盤となっています。 NLPの技術の進化 NLPはこれまでに大きく進化し、ルールベースのシステムから統計モデル、そして最近では深層学習へと進化してきました。言語の特異性を捉えるための旅は、従来の袋状モデルからWord2Vec、そして文脈埋め込みへの変化によって見ることができます。計算能力とデータの利用可能性が向上するにつれて、NLPは言語の微妙なニュアンスを理解するために洗練されたニューラルネットワークを使用するようになりました。現代の転移学習の進歩により、モデルは特定のタスクを改善し、実世界のアプリケーションでの効率と正確性を確保することができます。トランスフォーマーの台頭トランスフォーマーは、多くの最先端NLPモデルの基盤となる一種のニューラルネットワークアーキテクチャです。トランスフォーマーは、再帰的または畳み込み層に重点を置いた従来のモデルと比較して、入力と出力の間のグローバルな依存関係を引き出すための “アテンション”…

「Saturn 大規模な言語モデルおよびその他のニューラルネットワークのトレーニングへの新しいアプローチ」

編集者の注記 Kabir Nagrecha氏は、今年の秋に開催されるODSC West 2023のスピーカーです彼の講演「共同システム最適化によるオープンソース大規模モデルの微調整の民主化」をぜひチェックしてください！モデルのスケールは、現代の深層学習の実践において絶対に必要な要素となっています数十億パラメータの大規模モデルの成功は、...

West 2023

「物理学と流体力学に応用されたディープラーニング」

数値シミュレーションは、物理システムの挙動を理解するために何年も使用されてきました流体が構造物と相互作用する方法、応力下で幾何学が変形する方法、または熱の挙動などを理解するために使用されます

AWS Inferentiaでのディープラーニングトレーニング

この投稿のトピックは、AWSの自社開発AIチップ、AWS Inferentia、より具体的には第2世代のAWS Inferentia2ですこれは、昨年のAWS Trainiumに関する私たちの投稿の続編であり、...

「現代の好み引き出しにおける回帰とベイズ手法」

「線形回帰は予測モデリングの主力と考えられることが多いですが、その応用は単純な予測タスクを超えていますこの記事では、対話を豊かにすることを目指しています...」

大規模言語モデル（LLM）のファインチューニング入門ガイド

はじめに人工知能の進化と自然言語処理（NLP）の驚異的な進歩をたどる旅に出ましょう。AIは一瞬で急速に進化し、私たちの世界を形作っています。大規模言語モデルの微調整の地殻変動的な影響は、NLPを完全に変革し、私たちの技術的な相互作用を革命化しました。2017年にさかのぼり、「Attention is all you need」という画期的な「Transformer」アーキテクチャが生まれたという節目の瞬間を思い起こしてみてください。このアーキテクチャは現在、NLPの基盤となるものであり、有名なChatGPTを含むすべての大規模言語モデルのレシピに欠かせない要素です。 GPT-3のようなモデルを使って、連続性のある文脈豊かなテキストを簡単に生成することを想像してみてください。チャットボット、翻訳、コンテンツ生成のためのパワーハウスとして、その輝きはアーキテクチャと事前学習と微調整の緻密なダンスによって生まれます。私たちの今回の記事では、これらの変革的な手法の魅力に迫り、大規模言語モデルをタスクに活用するための事前学習と微調整のダイナミックなデュエットを巧みに扱う芸術を明らかにします。一緒にこれらの変革的な手法を解き明かす旅に出ましょう！学習目標 LLMアプリケーションを構築するさまざまな方法を理解する。特徴抽出、レイヤーの微調整、アダプターメソッドなどの技術を学ぶ。 Huggingface transformersライブラリを使用して、下流タスクでLLMを微調整する。 LLMの始め方 LLMは大規模言語モデルの略です。LLMは、人間のようなテキストの意味を理解し、感情分析、言語モデリング（次の単語の予測）、テキスト生成、テキスト要約など、さまざまなタスクを実行するために設計されたディープラーニングモデルです。これらのモデルは膨大なテキストデータで訓練されます。私たちは、これらのLLMをベースにしたアプリケーションを日常的に使っていますが、それに気づいていないことがあります。GoogleはBERT（Bidirectional Encoder Representations for Transformers）を使用して、クエリの補完、クエリの文脈の理解、より関連性の高く正確な検索結果の出力、言語翻訳など、さまざまなアプリケーションで使用しています。これらのモデルは、深層学習の手法、複雑なニューラルネットワーク、セルフアテンションなどの高度な技術を基に構築されています。これらのモデルは、言語のパターン、構造、意味を学ぶために膨大なテキストデータで訓練されます。これらのモデルは広範なデータセットで訓練されているため、それらを訓練するには多くの時間とリソースがかかり、ゼロから訓練することは合理的ではありません。特定のタスクにこれらのモデルを直接使用する方法があります。それでは、詳細について説明しましょう。 LLMアプリケーションを構築するさまざまな方法の概要私たちは日常生活で興味深いLLMアプリケーションをよく見ます。LLMアプリケーションを構築する方法について知りたいですか？以下はLLMアプリケーションを構築するための3つの方法です: ゼロからLLMを訓練する…

「PyTorch ProfilerとTensorBoardを使用して、データ入力パイプラインのボトルネックを解消する」

「これは、GPUベースのPyTorchワークロードのパフォーマンス分析と最適化に関するシリーズ投稿の4番目の投稿ですこの投稿では、トレーニングデータの入力に焦点を当てます...」

Siameseネットワークの導入と実装

イントロダクションシャムネットワークは、たった1つの例に基づいて正確な画像分類を可能にする興味深いアプローチを提供します。これらのネットワークは、データセット内の画像のペアの類似性を測定するためにコントラスティブロスと呼ばれる概念を使用します。画像の内容を解読する従来の方法とは異なり、シャムネットワークは画像間の変動と類似点に集中しています。この独特な学習方法は、限られたデータのシナリオにおいても強さを発揮し、ドメイン固有の知識なしでも性能を向上させます。この記事では、シャムネットワークのレンズを通して署名の検証の魅力的な領域に深く入り込みます。PyTorchを使用して機能的なモデルを作成する方法について、洞察と実装手順を提供します。学習目標シャムネットワークの概念と双子のサブネットワークを含むユニークなアーキテクチャの理解シャムネットワークで使用されるロス関数（バイナリクロスエントロピー、コントラスティブロス、トリプレットロス）の違いを理解するシャムネットワークが効果的に使用できる実世界のアプリケーション（顔認識、指紋認識、テキストの類似性評価など）を特定し説明するシャムネットワークの1ショット学習、汎用性、ドメインに依存しないパフォーマンスに関する利点と欠点をまとめるこの記事はデータサイエンスブログマラソンの一部として公開されました。シャムネットワークとは何ですか？シャムネットワークは、ワンショット分類のために2つの同じ構造のサブネットワークを使用するネットワークのカテゴリに属しています。これらのサブネットワークは、異なる入力を受け入れながら、同じセットアップ、パラメータ、重みを共有します。シャムネットワークは、複数のクラスを予測するために豊富なデータで訓練される従来のCNNとは異なり、類似性関数を学習します。この関数により、少ないデータを使用してクラスを識別することができるため、ワンショット分類に非常に効果的です。このユニークな能力により、これらのネットワークは多くの場合、1つの例で正確に画像を分類することができます。シャムネットワークの実世界の応用例として、顔認識や署名の検証のタスクがあります。例えば、会社が自動顔認識に基づいた出席システムを導入するとします。従来のCNNでは、各従業員の1枚の画像しか利用できないため、正確に何千人もの従業員を分類するのは困難です。そこでシャムネットワークが登場し、このようなシナリオで優れた性能を発揮します。フューショットラーニングの探求フューショットラーニングでは、モデルは限られた数の例に基づいて予測を行うためのトレーニングを行います。これは、従来のアプローチとは対照的で、トレーニングには大量のラベル付きデータが必要です。フューショットモデルのアーキテクチャは、わずかな数のサンプル間の微妙な違いを活用し、わずかな数やたった1つの例に基づいて予測を行うことができます。シャムネットワーク、メタラーニングなどのさまざまな設計フレームワークが、この機能を可能にします。これらのフレームワークは、モデルが意味のあるデータ表現を抽出し、それを新しい、未知のサンプルに使用することができるようにします。フューショットラーニングが活躍する実用例には、以下のものがあります: 監視カメラにおける物体検出: フューショットラーニングは、物体の検出において、それらの物体の例がわずかしかない場合でも効果的に識別することができます。わずかなラベル付きの例を使ってモデルをトレーニングした後、それらの物体を新しい映像で検出することができます。 2. 個別のヘルスケア: 個別のヘルスケアでは、医療専門家は患者の医療記録の限られたセットを持っている場合があります。これにはCTスキャンや血液検査の少数の例が含まれます。フューショットラーニングモデルを使用すると、トレーニング用のわずかな例から、患者の将来の健康状態を予測することができます。これには、特定の疾患の発症の予測や特定の治療法への反応の予測などが含まれます。シャムネットワークのアーキテクチャ Siameseネットワークの設計には、2つの同一のサブネットワークが含まれており、それぞれが入力の1つを処理します。最初に、入力は畳み込みニューラルネットワーク（CNN）を介して処理されます。このCNNは、提供された画像から有意な特徴を抽出します。その後、これらのサブネットワークはエンコードされた出力を生成し、通常は完全に接続された層を介して、入力データの縮約表現を生成します。 CNNは、2つのブランチと共有の特徴抽出コンポーネントで構成される、畳み込み、バッチ正規化、ReLU活性化、最大プーリング、およびドロップアウト層のレイヤーからなります。最後のセグメントでは、抽出された特徴を最終的な分類結果にマッピングするFC層が含まれています。関数は、線形層の後にReLU活性化のシーケンスと連続的な操作（畳み込み、バッチ正規化、ReLU活性化、最大プーリング、およびドロップアウト）の系列が続きます。フォワード関数は、入力をネットワークの両方のブランチに案内します。差分層は、入力の類似性を特定し、異なるペア間の差を増幅するためにユークリッド距離関数を使用します：…

「エンティティ解決とグラフニューラルネットワークを用いた詐欺検知」

オンライン詐欺は、金融、電子商取引、およびその他の関連産業にとってますます深刻な問題ですこの脅威に対応するため、組織は機械学習と…に基づく詐欺検知メカニズムを使用します

「クラスターに SLURM ジョブを送信する方法」

「データサイエンスのスキルを向上させ、強力なGPUクラスターを使用する準備はできていますか？この記事はその完璧な導入です🚀」

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