Algoritm on omamoodi konteiner. See pakub kasti teatud tüüpi probleemi lahendamise meetodi salvestamiseks. Algoritmid töötlevad andmeid läbi rea hästi määratletud olekute. Olekud ei pea olema deterministlikud, kuid olekud on siiski määratletud. Eesmärk on luua väljund, mis lahendab probleemi. Mõnel juhul saab algoritm sisendeid, mis aitavad väljundit määratleda, kuid fookus on alati väljundil.
Algoritmid peavad väljendama üleminekuid olekute vahel, kasutades hästi määratletud ja formaalset keelt, millest arvuti aru saab. Andmete töötlemisel ja probleemi lahendamisel defineerib, täpsustab ja täidab algoritm funktsiooni. Funktsioon on alati spetsiifiline sellele probleemile, mida algoritm lahendab.
Igal viiel hõimul on erinev tehnika ja strateegia probleemide lahendamiseks, mille tulemuseks on ainulaadsed algoritmid. Nende algoritmide kombineerimine peaks lõpuks viima põhialgoritmini, mis suudab lahendada mis tahes probleemi. Järgnev arutelu annab ülevaate viiest peamisest algoritmilisest tehnikast.
Sümboolne arutluskäik
Üks varasemaid hõime, sümbolistid, uskus, et teadmisi saab hankida sümbolitega (teatud tähendust või sündmust tähistavate märkidega) opereerides ja neist reegleid tuletades. Keerulisi reeglisüsteeme kokku pannes võite saavutada soovitud tulemuse loogilise järeldamise, seega kujundasid sümbolistid oma algoritme, et toota andmetest reegleid. Sümboolses arutluskäigus laiendab deduktsioon inimteadmiste valdkonda, induktsioon aga tõstab inimeste teadmiste taset. Induktsioon avab tavaliselt uusi uurimisvälju, samas kui deduktsioon uurib neid välju.
Aju neuronite eeskujul loodud ühendused
Connectistid on ehk kõige kuulsamad viiest hõimust. See hõim püüab taastoota aju funktsioone, kasutades neuronite asemel räni. Põhimõtteliselt lahendab iga neuronitest (loodud algoritmina, mis modelleerib tegelikku vastastikku) probleemi väikese osa ja paljude neuronite paralleelne kasutamine lahendab probleemi tervikuna.
Tagasi levitamise ehk vigade tagurpidi levimise kasutamise eesmärk on määrata kindlaks tingimused, mille korral vead eemaldatakse võrkudest, mis on ehitatud inimese neuronitele sarnaseks, muutes kaalusid (kui palju konkreetne sisend tulemust kajastab ) ja eelarvamusi.(millised funktsioonid on valitud) võrgust. Eesmärk on jätkata kaalude ja eelarvamuste muutmist seni, kuni tegelik väljund ühtib sihtväljundiga. Sel hetkel vallandab tehisneuron ja edastab oma lahenduse järgmisele reas olevale neuronile. Vaid ühe neuroni loodud lahendus on vaid osa kogu lahendusest. Iga neuron edastab teabe reas järgmisele neuronile, kuni neuronite rühm loob lõpliku väljundi. Selline meetod osutus kõige tõhusamaks inimesesarnaste ülesannete puhul, nagu objektide äratundmine, kirja- ja kõnekeele mõistmine ning inimestega vestlemine.
Evolutsioonilised algoritmid, mis testivad variatsioone
Evolutsionäärid toetuvad probleemide lahendamisel evolutsiooni põhimõtetele. Teisisõnu põhineb see strateegia kõige sobivama ellujäämisel (eemaldades kõik lahendused, mis ei vasta soovitud väljundile). Fitnessfunktsioon määrab iga funktsiooni elujõulisuse probleemi lahendamisel. Puustruktuuri kasutades otsib lahendusmeetod funktsiooni väljundi põhjal parimat lahendust. Iga evolutsioonitaseme võitja saab luua järgmise taseme funktsioonid. Idee seisneb selles, et järgmine tase läheneb probleemi lahendamisele, kuid ei pruugi seda täielikult lahendada, mis tähendab, et on vaja teist taset. See konkreetne hõim tugineb suuresti rekursioonile ja keeltele, mis toetavad tugevalt probleemide lahendamisel rekursiooni. Selle strateegia huvitav väljund on olnud algoritmid, mis arenevad:
Bayesi järeldus
Rühm teadlasi, keda kutsuti bayesilasteks, tajus, et määramatus on peamine aspekt, millel silma peal hoida, ja et õppimine ei olnud kindel, vaid toimus pigem varasemate uskumuste pideva ajakohastamisena, mis muutusid üha täpsemaks. See arusaam ajendas bayesilased kasutama statistilisi meetodeid ja eriti tuletusi Bayesi teoreemist, mis aitab teil arvutada tõenäosusi teatud tingimustel (näiteks teatud seemne kaardi nägemine , pseudojuhusliku jada algväärtus, tõmmatud pakist pärast kolme teist sama seemne kaarti).
Süsteemid, mis õpivad analoogia põhjal
Analoogid kasutavad andmete mustrite tuvastamiseks tuumamasinaid. Tuvastades ühe sisendite komplekti mustri ja võrreldes seda teadaoleva väljundi mustriga, saate luua probleemilahenduse. Eesmärk on kasutada sarnasust, et määrata probleemile parim lahendus. See on selline arutluskäik, mis määrab, et konkreetse lahenduse kasutamine toimis teatud olukorras mingil varasemal ajal; seetõttu peaks ka selle lahenduse kasutamine sarnastel asjaoludel toimima. Selle hõimu üks äratuntavamaid väljundeid on soovitussüsteemid. Näiteks kui ostate Amazonist toote, pakub soovitussüsteem muid seotud tooteid, mida võiksite samuti osta.
Masinõppe lõppeesmärk on ühendada viie hõimu omaks võetud tehnoloogiad ja strateegiad, et luua ühtne algoritm (peaalgoritm), mis suudab kõike õppida. Muidugi on selle eesmärgi saavutamine kaugel. Sellegipoolest töötavad teadlased, nagu Pedro Domingos, praegu selle eesmärgi nimel.