کتاب ماشین های هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی یادگیری ماشینی : الگوریتم ها و ریاضیات کاربردی اثر سجاد رسولی علی اصغر روحانی ناشر دانش بنیاد

فهرست

فصل 1         مقدمه‌ای بر هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی   1

1.1   مقدمه     2

1.‏2    هوش مصنوعی    3

1.‏3   مقدمه‌ای بر یادگیری ماشینی    11

1.‏4   مراجع    13

فصل 2       ماشین‌های هوشمند بر پایه یادگیری ماشینی: الگوریتم‌ها و روش‌های مختلف   17

2.‏1   یادگیری ماشینی    18

2.‏2    طراحی ماشین‌های هوشمند بر پایه یادگیری ماشینی     19

3.2    مراجع    54

فصل 3       حوزه‌های کاربردی یادگیری ماشینی   63

3.‏1   مقدمه     64

3.‏2    کاربردهای یادگیری ماشینی     64

3.3    مراجع     99

فصل 4         ریاضیات کاربردی الگوریتم رگرسیون    115

4.‏1    مقدمه    116

4.‏2    الگوریتم رگرسیون     117

4.‏3    مراجع     136

فصل 5         ریاضیات کاربردی الگوریتم طبقه‌بندی   139

5.‏1    مقدمه      140

5.‏2    الگوریتم طبقه­بندی     140

5.‏3    مراجع     165

فصل 6         ریاضیات کاربردی الگوریتم‌های بهینه‌سازی  171

6.‏1    مقدمه‌ای بر بهینه­سازی در یادگیری ماشینی      172

6.‏2   ‏ مشکلات بهینه­سازی در یادگیری ماشینی     175

6.‏3   ‏ مسائل بهینه­سازی در یادگیری ماشینی     176

6.‏4    روش‌ها و پیشرفت­های اساسی در بهینه­سازی     180

6.‏5    مراجع     188

«من پیشنهاد می­کنم یکی از مسائلی که مورد تکیه و توجّه و تعمیق واقع می­شود، مسئله‌ی هوش مصنوعی باشد که در اداره‌ی آینده‌ی دنیا نقش خواهد داشت؛ ... باید کاری کنیم که ما در دنیا حدّاقل در ]بین[ ده کشور اوّل در مورد هوش مصنوعی قرار بگیریم.»

(بیانات مقام معظم رهبری در دیدار جمعی از نخبگان و استعدادهای برتر علمی کشور 26/8/1400)

پيش‌گفتار

در عصر کنونی، پیشرفت دنیای دیجیتال، انبوهی از داده­ها از جمله داده­های اینترنت اشیاء، امنیت سایبری، تلفن همراه، تجارت، رسانه­های اجتماعی، پزشکی، فنی- مهندسی و غیره، را برای جامعه بشری تولید کرده است. جهت تجزیه و تحلیل هوشمندانه این داده‌ها و توسعه برنامه‌های هوشمند و خودکار مربوطه، دانش هوش مصنوعی به ویژه یادگیری ماشینی کلید اصلی است. انواع مختلفی از الگوریتم­های یادگیری ماشینی وجود دارند، که می‌توان به وسیله آنها داده‌ها را بطور هوشمند در مقیاس­های مختلف تجزیه و تحلیل کرد. با توجه به اهمیت و ضرورت استفاده از یادگیری ماشینی در صنایع مختلف به ویژه صنایع نفت و گاز، در این کتاب تلاش می­شود تا به کاربرد و توسعه روش­ها و الگوریتم­های مختلف یادگیری ماشینی، به ویژه ریاضیات مخصوص آنها بطور مفصل پرداخته شود. امیدواریم که این کتاب سرآغازی بر توسعه طراحی و راه­اندازی ماشین­های هوشمند بر پایه یادگیری ماشینی در صنایع مختلف، به ویژه در کشور عزیزمان ایران باشد. چون در زمان نگارش این کتاب، هیچگونه منبع فارسی­زبان مناسب، و حتی انگلیسی­زبان که به طور جامع به موضوع مذکور پرداخته باشد وجود ندارد. در کتاب حاضر، تمام تلاش خود را بکار گرفته­ایم تا یک دیدگاه جامع در مورد انواع مختلف الگوریتم‌های یادگیری ماشینی ارائه کنیم. در این کتاب، در ابتدا، توضیح اصول روش­های مختلف یادگیری ماشینی و کاربرد­های آنها در حوزه‌های کاربردی مختلف در دنیای واقعی به همراه مناسب­ترین الگوریتم­ها برای هر کاربرد ارائه شده است. در ادامه، ریاضیات کاربردی مهم­ترین الگوریتم­های یادگیری ماشینی برای هر کاربرد بطور مفصل موشکافی شده است. بطور کلی، ما تلاش کرده­ایم تا این کتاب به عنوان یک نقطه مرجع برای متخصصان دانشگاه و صنعت، و همچنین برای تصمیم‌گیرندگان در موقعیت‌های مختلف دنیای واقعی و حوزه‌های کاربردی، به ‌ویژه از نقطه ‌نظر فنی و مهندسی، قرار گیرد.

سجاد رسولی، علی‌اصغر روحانی

  تابستان 1402