Kako funkcionira strojno učenje? (7 primjena u računarstvu)

Blog

Strojno učenje je tehnologija koja oblikuje današnji moderni svijet na više načina. Iako možda zvuči kao nešto što pripada laboratorijima i znanstvenicima, zapravo je već prisutno u mnogim svakodnevnim situacijama – od personaliziranih preporuka na streaming platformama do prepoznavanja lica na pametnim telefonima. 

strojno učenje
FOTO: SHUTTERSTOCK

Sposobnost da analizira podatke, uči iz njih i donosi odluke bez ljudske intervencije čini strojno učenje neizostavnim alatom u raznim industrijama. U ovom članku istražit ćemo kako ono funkcionira i predstaviti sedam zanimljivih primjena koje pokazuju njegovu praktičnu vrijednost u računarstvu.

7 primjena strojnog učenja u računarstvu

Ova tehnologija omogućuje računalima da uče iz podataka, prilagođavaju se novim situacijama i obavljaju zadatke koji su nekada zahtijevali ljudsku inteligenciju. U nastavku istražujemo sedam područja u kojima ova tehnologija pokazuje svoju snagu.

1. Strojno učenje poboljšava računalnu sigurnost

S porastom sofisticiranosti cyber prijetnji, tradicionalne metode zaštite danas često nisu dovoljne. Strojno učenje, kao grana umjetne inteligencije, donosi novu razinu obrane protiv sve složenijih napada. Njegova sposobnost da analizira velike količine podataka, prepoznaje obrasce i prilagođava se novim prijetnjama čini ga nezamjenjivim alatom u borbi za sigurnost digitalnog svijeta.

Tradicionalni sustavi računalne sigurnosti uglavnom se oslanjaju na unaprijed definirana pravila i potpise poznatih prijetnji. Iako su učinkoviti protiv poznatih napada, često ne uspijevaju detektirati nove ili prilagodljive prijetnje poput zero-day napada ili sofisticiranih phishing kampanja. Strojno učenje unosi značajnu promjenu jer omogućuje sustavima da “uče” iz podataka i prepoznaju obrasce koji ukazuju na potencijalne prijetnje, čak i ako te prijetnje nisu unaprijed definirane.

Primjerice, algoritmi strojnog učenja mogu analizirati mrežni promet kako bi otkrili anomalije koje ukazuju na DDoS napad ili pokušaj neovlaštenog pristupa. Umjesto da čekaju da napad započne, ovi sustavi mogu predvidjeti i spriječiti prijetnje prije nego što nanesu štetu.

Jedan od najpoznatijih primjera korištenja strojnog učenja u računalnoj sigurnosti dolazi od tvrtke Darktrace. Ova kompanija koristi algoritme strojnog učenja za praćenje mrežnog prometa unutar organizacija. Sustav prvo uspostavlja “normalne” obrasce ponašanja korisnika, uređaja i mreža te zatim detektira odstupanja koja ukazuju na potencijalne prijetnje.

Primjerice, ako zaposlenik neočekivano počne slati velike količine podataka na vanjski server ili pristupa osjetljivim datotekama iz neobičnih vremenskih zona, sustav automatski šalje upozorenje timu za sigurnost. Ovaj pristup omogućio je mnogim organizacijama da spriječe ozbiljne povrede sigurnosti prije nego što su eskalirale.


2. Predviđanje ponašanja potrošača postaje sve preciznije

Strojno učenje, kao moćan alat za analizu podataka, omogućuje tvrtkama da predvide što njihovi kupci žele, kako će se ponašati i koje proizvode ili usluge preferiraju. Ova tehnologija transformira način na koji se donose marketinške strategije, kreiraju kampanje i optimiziraju poslovni procesi.

kako se koristi strojno učenje
FOTO: SHUTTERSTOCK

Strojno učenje koristi algoritme koji analiziraju ogromne količine podataka prikupljenih od potrošača – od demografskih informacija do povijesti kupovine i interakcija s proizvodima. Na temelju tih podataka, sustavi strojnog učenja prepoznaju obrasce i segmentiraju klijente u skupine sličnih karakteristika. Segmentacija omogućuje tvrtkama da prilagode svoje strategije specifičnim potrebama svake skupine, čime se povećava učinkovitost kampanja i zadovoljstvo kupaca.

Jedan od najčešće korištenih alata su sustavi preporuka. Ovi sustavi koriste podatke o prethodnim kupovinama i preferencijama kako bi predložili proizvode koji bi mogli zanimati pojedinog korisnika. Primjerice, platforme poput Amazona ili Netflixa koriste algoritme strojnog učenja za personalizaciju korisničkog iskustva, predlažući knjige, filmove ili serije koje odgovaraju interesima korisnika.

Kako se količina dostupnih podataka povećava, strojno učenje postaje sve preciznije u predviđanju ponašanja potrošača. U budućnosti će algoritmi biti sposobni ne samo analizirati povijesne podatke već i predvidjeti nove trendove na temelju promjena u društvenim obrascima ili ekonomskim uvjetima. Tvrtke će moći donositi odluke koje su ne samo reaktivne već i proaktivne, osiguravajući konkurentsku prednost na tržištu.


3. Autonomna vozila promijenila su način kretanja

Autonomna vozila predstavljaju jednu od najrevolucionarnijih inovacija u transportu. Njihova sposobnost da koriste napredne tehnologije poput umjetne inteligencije, strojnog učenja i sofisticiranih senzora za navigaciju bez ljudske intervencije mijenja način na koji razmišljamo o mobilnosti. Iako su nekada bila dio znanstvene fantastike, danas autonomna vozila polako postaju stvarnost koja obećava sigurniji, učinkovitiji i ekološki održiviji promet.

Autonomna vozila koriste kombinaciju senzora, kamera, radara i lidar tehnologije kako bi stvorila detaljnu sliku svoje okoline. Ti podaci se obrađuju pomoću algoritama umjetne inteligencije koji omogućuju vozilu da prepozna prometne znakove, prepreke, prometne trake i druge sudionike u prometu. Na temelju tih informacija sustavi donose odluke o upravljanju, kočenju i ubrzavanju, sve u stvarnom vremenu. Cilj je postići potpunu autonomiju (razina 5), gdje ljudski vozač više nije potreban ni za jedan aspekt vožnje.

Jedna od najvećih prednosti autonomnih vozila je smanjenje prometnih nesreća. Ljudska pogreška odgovorna je za više od 90% nesreća u svijetu. Autonomna vozila ne umaraju se, ne gube koncentraciju i ne krše prometna pravila, što ih čini znatno sigurnijima od tradicionalnih automobila. Osim sigurnosti, ova vozila mogu smanjiti prometne gužve optimizacijom ruta i prilagođavanjem brzine kretanja prema uvjetima na cesti.

Također, autonomna tehnologija ima potencijal smanjiti emisije stakleničkih plinova jer optimizira potrošnju goriva i smanjuje vrijeme mirovanja u prometu. Ekološke prednosti uključuju čišći zrak i održiviji transportni sustav.

4. Prepoznavanje govora i jezika postaje sve sofisticiranije

Tehnologija prepoznavanja govora i jezika doživjela je ogroman napredak u posljednjem desetljeću, mijenjajući način na koji komuniciramo s uređajima, učimo jezike i obavljamo svakodnevne zadatke. Zahvaljujući umjetnoj inteligenciji i strojnim algoritmima, sustavi prepoznavanja govora postaju sve precizniji, prilagodljiviji i sposobni razumjeti nijanse ljudskog jezika. Ova tehnologija više nije ograničena na jednostavne glasovne naredbe – danas omogućuje pristupačnost, personalizaciju i interaktivnost na razinama koje su nekada bile nezamislive.

machine learning
FOTO: SHUTTERSTOCK

Prepoznavanje govora temelji se na složenim procesima obrade prirodnog jezika (Natural Language Processing – NLP) i strojnog učenja. Sustavi koriste mikrofone za snimanje zvuka, zatim analiziraju audio signal kako bi identificirali riječi i pretvorili ih u tekst. Napredni modeli dubokog učenja omogućuju sustavima da prepoznaju različite dijalekte, naglaske i čak kontekstualne nijanse razgovora. 

Tehnologije poput Siri, Alexa ili Google Assistant koriste prepoznavanje govora kako bi razumjele glasovne naredbe korisnika. Ovi asistenti mogu izvršavati zadatke poput postavljanja podsjetnika, upravljanja pametnim uređajima ili traženja informacija na internetu.
Aplikacije za učenje jezika, poput Duolinga ili Lingvanexa, koriste prepoznavanje govora kako bi analizirale izgovor korisnika i pružile povratne informacije u stvarnom vremenu. Ova tehnologija omogućuje učenicima da poboljšaju izgovor i tečnost jezika na personaliziran način.

Jedinstvene karakteristike glasa pojedinca koriste se za biometrijsku autentifikaciju. Glasovna biometrija omogućuje sigurnu identifikaciju korisnika pri pristupu osjetljivim podacima ili uređajima.

Jedan od najzanimljivijih primjera primjene tehnologije prepoznavanja govora dolazi iz aplikacija za učenje stranih jezika. Aplikacije poput Lingvanexa koriste napredne algoritme za analizu izgovora korisnika te pružaju povratne informacije o pravilnosti izgovorenih riječi i fraza. Korisnik može razgovarati s aplikacijom kao da vodi stvarni dijalog, dok sustav procjenjuje njegovu točnost i tečnost. Ova interaktivna metoda značajno poboljšava proces učenja jezika, čineći ga učinkovitijim i zabavnijim.


5. Strojno učenje revolucionira medicinu 

Medicinska industrija prolazi kroz transformaciju zahvaljujući strojnim algoritmima koji omogućuju preciznije dijagnosticiranje, personalizirano liječenje i učinkovitije upravljanje zdravstvenim sustavima. Strojno učenje, kao dio umjetne inteligencije, donosi revoluciju u način na koji se pristupa medicinskim izazovima, od analize podataka do otkrivanja novih lijekova. Ova tehnologija ne samo da ubrzava procese već i otvara vrata inovacijama koje spašavaju živote.

Strojno učenje koristi velike količine podataka prikupljenih iz medicinskih kartona, genetskih sekvenci i slikovnih dijagnostičkih metoda poput CT-a ili MR-a. Algoritmi analiziraju te podatke kako bi prepoznali obrasce koji ljudima često promiču. Na temelju tih analiza, sustavi strojnog učenja mogu predvidjeti rizike od bolesti, predložiti optimalne tretmane ili čak otkriti nove terapijske mogućnosti.

Primjerice, algoritmi strojnog učenja mogu analizirati povijest bolesti pacijenata i identificirati rane znakove Alzheimerove bolesti prije nego što se simptomi pojave. Ova sposobnost ranog otkrivanja omogućuje pravovremenu intervenciju koja može značajno poboljšati kvalitetu života pacijenta.

duboko učenje
FOTO: SHUTTERSTOCK

Strojno učenje omogućuje preciznu analizu medicinskih slika poput rendgenskih snimki ili MRI-a. Algoritmi mogu otkriti anomalije koje ukazuju na rak ili neurološke poremećaje s visokom točnošću, često usporedivom s najboljim stručnjacima.
Proces razvoja lijekova tradicionalno je dugotrajan i skup. Strojno učenje ubrzava taj proces analizom kemijskih spojeva i predviđanjem njihovih učinaka na ljudsko tijelo. Na primjer, AI je korišten za otkrivanje lijekova za rijetke bolesti koje pogađaju vrlo mali broj ljudi.
Algoritmi strojnog učenja omogućuju prilagodbu liječenja svakom pacijentu na temelju njegovih jedinstvenih genetskih i zdravstvenih karakteristika. Ovo osigurava učinkovitije terapije s manje nuspojava.
Strojno učenje omogućuje analizu podataka prikupljenih putem pametnih uređaja ili aplikacija za praćenje zdravlja. Na temelju tih podataka sustavi mogu upozoriti pacijente na potencijalne zdravstvene probleme ili preporučiti posjet liječniku.


6. Detekcija neželjene pošte postaje sve učinkovitija

Neželjena pošta, poznata kao spam, predstavlja jedan od najčešćih problema u digitalnoj komunikaciji. Svakodnevno milijuni spam poruka zatrpavaju inboxe korisnika diljem svijeta, ometajući produktivnost i često predstavljajući sigurnosni rizik. Srećom, tehnologije strojnog učenja donijele su značajna poboljšanja u detekciji i filtriranju neželjene pošte, omogućujući korisnicima sigurnije i čišće iskustvo korištenja e-pošte.

Tradicionalni filteri neželjene pošte oslanjali su se na unaprijed definirana pravila, poput prepoznavanja određenih riječi ili fraza koje se često koriste u spam porukama. Međutim, spammeri su brzo pronašli načine da zaobiđu ove metode dodavanjem slučajnih znakova ili mijenjanjem strukture poruka. Strojno učenje donosi novu razinu sofisticiranosti jer omogućuje sustavima da se prilagođavaju novim tehnikama.

Algoritmi strojnog učenja analiziraju velike količine podataka o e-pošti, uključujući sadržaj poruka, zaglavlja i obrasce slanja, kako bi prepoznali karakteristike neželjenih poruka. Ovi sustavi koriste metode poput klasifikacije i analize obrazaca kako bi razlikovali legitimne poruke od spama s visokom točnošću.
Napredni filteri neželjene pošte koriste algoritme strojnog učenja za automatsko razvrstavanje poruka. Primjerice, Gmail koristi duboko učenje kako bi analizirao milijarde poruka i identificirao one koje imaju karakteristike spama.

Gmail koristi napredne algoritme strojnog učenja za filtriranje neželjene pošte. Sustav analizira sadržaj poruka, ponašanje pošiljatelja i povratne informacije korisnika kako bi poboljšao svoje performanse. Na primjer, ako korisnik označi određenu poruku kao spam, sustav koristi tu informaciju za prilagodbu budućih filtera. Zahvaljujući ovim metodama, Gmail uspješno filtrira preko 99% neželjenih poruka prije nego što stignu do inboxa korisnika.

Unatoč velikim uspjesima, detekcija neželjene pošte suočava se s izazovima poput lažno pozitivnih rezultata (kada legitimne poruke završe u mapi spama) ili novih tehnika spamera koji koriste enkripciju ili prilagođeni sadržaj za zaobilaženje filtera. Kako bi se riješili ovi problemi, strojno učenje nastavlja napredovati kroz metode poput dubokog učenja i analize semantičkog sadržaja.


7. Strojno učenje otvara nove mogućnosti u umjetnosti

Umjetnost je oduvijek bila područje ljudske kreativnosti, emocija i izražavanja, no s razvojem strojnog učenja, umjetnici dobivaju nove alate koji proširuju granice njihovog stvaralaštva. Algoritmi strojnog učenja omogućuju računalima da analiziraju, interpretiraju i čak stvaraju umjetnička djela, glazbu i plesne izvedbe na način koji je nekada bio nezamisliv. Ova tehnologija ne samo da podržava umjetnike u njihovom radu već otvara potpuno nove dimenzije kreativnog izražavanja.

Strojno učenje koristi velike količine podataka o postojećim umjetničkim djelima kako bi naučilo prepoznati obrasce, stilove i tehnike. Na temelju tih podataka algoritmi mogu generirati nova djela koja oponašaju određene umjetničke stilove ili stvaraju potpuno originalne kompozicije. Ovaj proces često uključuje generativne algoritme poput Generative Adversarial Networks (GAN) koji omogućuju stvaranje vizualnih i zvučnih sadržaja na temelju naučenih uzoraka.

Jedan od najpoznatijih primjera generativne umjetnosti je “Portret Edmonda de Belamyja”, kreiran pomoću GAN algoritma. Ovo djelo prodano je za 432.500 dolara na aukciji, čime je postalo prvo AI-generirano umjetničko djelo prodano na ovako visokoj razini. Takvi primjeri pokazuju kako strojno učenje može biti partner u stvaranju jedinstvenih i vrijednih umjetničkih djela.