Introducció
El Deep Learning és un subcamp del machine learning que ha guanyat una popularitat significativa en les últimes dècades. Aquesta tècnica es basa en l'ús de xarxes neuronals profundes per modelar i resoldre problemes complexos. En aquesta secció, explorarem la història i l'evolució del Deep Learning, des dels seus inicis fins a les seves aplicacions modernes.
Orígens del Deep Learning
Els primers anys (1940s-1980s)
- 1943: Warren McCulloch i Walter Pitts van proposar el primer model matemàtic de neurona artificial, conegut com a "neurona de McCulloch-Pitts".
- 1958: Frank Rosenblatt va desenvolupar el perceptró, un tipus de xarxa neuronal simple capaç d'aprendre tasques de classificació binària.
- 1960s-1970s: Marvin Minsky i Seymour Papert van publicar el llibre "Perceptrons", on van destacar les limitacions del perceptró, especialment en la resolució de problemes no lineals.
L'era de les xarxes neuronals (1980s-1990s)
- 1986: David Rumelhart, Geoffrey Hinton i Ronald Williams van popularitzar l'algoritme de retropropagació (backpropagation), que permet entrenar xarxes neuronals multicapa.
- 1989: Yann LeCun va aplicar la retropropagació a les xarxes neuronals convolucionals (CNNs) per al reconeixement de caràcters manuscrits, marcant un avenç significatiu en el camp.
La revolució del Deep Learning (2000s-2010s)
Avanços en el processament i les dades
- 2006: Geoffrey Hinton va introduir el concepte de "Deep Belief Networks" (DBNs), que va ajudar a entrenar xarxes neuronals profundes de manera més eficient.
- 2012: Alex Krizhevsky, Ilya Sutskever i Geoffrey Hinton van guanyar la competició ImageNet amb la seva xarxa neuronal profunda AlexNet, demostrant la potència del Deep Learning en el reconeixement d'imatges.
Popularització i aplicacions
- 2014: Ian Goodfellow va introduir les Xarxes Generatives Adversarials (GANs), que permeten generar dades sintètiques realistes.
- 2015: Google DeepMind va desenvolupar AlphaGo, un sistema basat en Deep Learning que va derrotar el campió mundial de Go, un joc considerat molt complex per a les màquines.
El Deep Learning en l'actualitat (2020s)
Eines i frameworks
- TensorFlow: Desenvolupat per Google, és un dels frameworks més populars per al desenvolupament de models de Deep Learning.
- PyTorch: Desenvolupat per Facebook, és conegut per la seva facilitat d'ús i flexibilitat, especialment en la recerca acadèmica.
Aplicacions modernes
- Reconocimiento d'imatges: Les CNNs s'utilitzen àmpliament en aplicacions com la detecció d'objectes, la segmentació d'imatges i el reconeixement facial.
- Processament del llenguatge natural (PLN): Les xarxes neuronals recurrents (RNNs) i els transformers s'utilitzen en tasques com la traducció automàtica, la generació de text i l'anàlisi de sentiments.
- Vehicles autònoms: Les tècniques de Deep Learning s'utilitzen per processar les dades dels sensors i prendre decisions en temps real.
Conclusió
El Deep Learning ha recorregut un llarg camí des dels seus inicis fins a convertir-se en una tecnologia clau en moltes aplicacions modernes. Els avenços en el processament de dades, els algoritmes i les eines han permès que el Deep Learning esdevingui una eina poderosa per resoldre problemes complexos en diversos camps. En les properes seccions, explorarem els fonaments tècnics del Deep Learning i com aplicar aquestes tècniques en projectes pràctics.
Amb aquesta secció, hem cobert la història i l'evolució del Deep Learning, proporcionant una base sòlida per comprendre els conceptes i tècniques que explorarem en els següents mòduls.
Curs de Deep Learning
Mòdul 1: Introducció a Deep Learning
- Què és Deep Learning?
- Història i evolució del Deep Learning
- Aplicacions de Deep Learning
- Conceptes bàsics de xarxes neuronals
Mòdul 2: Fonaments de Xarxes Neuronals
- Perceptró i Perceptró Multicapa
- Funció d'activació
- Propagació cap endavant i cap enrere
- Optimització i funció de pèrdua
Mòdul 3: Xarxes Neuronals Convolucionals (CNN)
- Introducció a les CNN
- Capes convolutionals i de pooling
- Arquitectures populars de CNN
- Aplicacions de CNN en reconeixement d'imatges
Mòdul 4: Xarxes Neuronals Recurrentes (RNN)
- Introducció a les RNN
- LSTM i GRU
- Aplicacions de RNN en processament del llenguatge natural
- Seqüències i sèries temporals
Mòdul 5: Tècniques Avançades en Deep Learning
- Xarxes Generatives Adversarials (GAN)
- Autoencoders
- Transfer Learning
- Regularització i tècniques de millora
Mòdul 6: Eines i Frameworks
- Introducció a TensorFlow
- Introducció a PyTorch
- Comparació de frameworks
- Entorns de desenvolupament i recursos addicionals
Mòdul 7: Projectes Pràctics
- Classificació d'imatges amb CNN
- Generació de text amb RNN
- Detecció d'anomalies amb Autoencoders
- Creació d'una GAN per generació d'imatges