Young STT en de kunst van intelligentie

Voor de Young STT-bijeenkomst op 8 mei 2019 waren we uitgenodigd bij SURF in Utrecht om kennis te maken met machine learning in een workshop Artificial Intelligence (AI). Zonder zelf te programmeren leerden we hier de basis van het programmeren en ontdekten we tegelijkertijd hoe moeilijk het is om een systeem nieuwe kennis bij te brengen.

Neurale netwerken
Jelmer de Ronde, werkzaam bij SURF, vertelde ons allereerst kort wat over AI en machine learning in het bijzonder. Vanaf hier was het een kleine stap naar neurale netwerken; machine learning algoritmen geïnspireerd op biologische neuronen. Deze bestaan in verschillende vormen, van simpele neurale netwerken met maar één ‘hidden layer’ tot ‘Deep Neural Networks’ waarbij de input langs verschillende lagen gaat om zo tot een meer nauwkeurige uitkomst te komen.

Handgeschreven cijfers
Toen waren we klaar om zelf wat te experimenteren. Via drie verschillende ‘notebooks’ kregen we de mogelijkheid om te spelen met de parameters om zo verschillende verbanden te ontdekken en de bijbehorende grafieken te bekijken. In de eerste notebook konden we zo de huurprijzen van huizen in Boston voorspellen op basis van verschillende variabelen (bv. aantal kamers, criminaliteit in de buurt, etc.). In de tweede notebook gingen we aan de slag met handgeschreven cijfers. Het netwerk was getraind met afbeeldingen van cijfers, en door zelf foto’s van handgeschreven cijfers in te voeren konden we kijken of het netwerk de goede output gaf. Dit ging nogal vaak mis, wat verklaard kan worden doordat het netwerk slechts één laag bevatte. Maar ook in de derde notebook, een netwerk met acht lagen die daardoor dus veel nauwkeuriger zou moeten zijn, ging het lang niet altijd goed. Dit laat meteen de fragiliteit van het netwerk zien; de testset die in het voorbeeld gebruikt wordt en de trainingset waarmee het netwerk getraind is lijken op elkaar, en onze afbeeldingen wijken af. Om tot een juiste uitkomst te komen zijn nog betere filters nodig die de afbeelding kunnen analyseren op de allerkleinste details.

Potentie
Met ons hoofd vol kennis en onze buik vol pizza verlieten we SURF na afloop van de workshop. We hadden slechts een minieme inkijk gekregen in de mogelijkheden die AI biedt, maar hadden tevens zicht gekregen op de potentie die dergelijke technieken bevatten.