Het toverwoord op dit moment: AI. Alles moet en zal AI krijgen. De doemscenario’s hoor je overal:  banen gaan verloren, mensen zitten thuis zonder werk, robots nemen de plek van mensen in. Elon Musk heeft recent opgeroepen tot een pauze in de ontwikkeling van AI, terwijl Elon Musk zelf één van de aanjagers is geweest. Dit geeft wel aan dat er wat aan de hand is…

Goed. Dat is vastgesteld. We gaan gauw verder met het doel van deze reeks: het inspireren en motiveren om data-analyse tools te gebruiken, waarvan AI er één is. Laten we eerst kijken naar wat AI is en hoe het werkt.

Heuristiek

Om AI te begrijpen, moeten we de basis snappen. Daarom beginnen we daar. Hierin speelt heuristiek een rol. Het woord heuristiek komt uit het Grieks en betekent “vinden”. Het is de leer van het vinden. De leer van het vinden onderzoekt hoe mensen tot een beslissing komen en hoe ze tot antwoorden komen op situaties in het leven. Daaruit blijkt dat mensen nooit met 100% zekerheid tot een beslissing komen, maar altijd een kansberekening maken. Er zijn mensen die zich met 50% al zeker voelen en een beslissing nemen, anderen pas bij een hoger percentage (of juist een gok nemen met een lager percentage). Dit is belangrijk om te onthouden: we wegen de opties af, kennen een kans toe aan de opties en nemen op basis van kansberekening een beslissing.

Heuristiek in AI

Het menselijk brein kent neuronen. Als we kijken naar één neuron, dan zie je dat er een elektrisch signaal binnenkomt en de neuron dat signaal doorschiet naar andere neuronen. Het signaal heeft wisselende sterktes, afhankelijk van de input (wat je ziet, voelt, ruikt, hoort, proeft). Door elke neuron wordt het signaal doorgestuurd naar verschillende andere neuronen. Op een scan zie je dan een mooi schouwspel van oplichtende neuronen:

In het brein wordt de input (je zintuigen) vertaald naar een elektrisch signaal, geactiveerd door de receptoren. Die geven een signaalsterkte mee. De ontvangende neuron geeft het signaal door aan verschillende andere neurons met ook weer verschillende sterkten. Bijvoorbeeld: het signaal komt bij de eerste neuron aan met een sterkte van 5, die neuron stuurt het door naar een andere neuron met sterkte 1, weer een ander met sterkte 9 etc. Nu kom je al heel dicht bij wat er binnen een AI-brein gebeurt: elke neuron heeft een bepaalde mathematische waarde. Immers, die sterkte 5 wordt 5/5=1 richting neuron 1, bij neuron 2 wordt het juist 5*1,8=9.

Als je elke neuron een waarde geeft en je het volgende simplistische AI netwerk onthoudt…

… dan begrijp je dat al die waarden een bepaalde route afleggen. Als je dan nog erbij bedenkt dat de output layer niet één output is, maar meerdere mogelijkheden, dan kom je met al die kansen/waarden op een bepaalde output uit. Die kansen of waarden zien er van een eenvoudige flow zo uit:

Dit is precies wat er in ons brein gebeurt: onze ervaringen vertalen zich naar verschillende sterkten die neuronen en paden activeren en daarmee onze output, dus onze reactie bepalen. Dit gebeurt ook in een AI-neural network. Uiteraard is dit een eenvoudig voorbeeld, want je zou het aantal hidden layers kunnen uitbreiden en de output layer weer de input kunnen laten zijn. Zo heb je eindeloze reeksen.

Heuristiek, AI en Python

In Python heb je verschillende modules of pakketten die je kunt gebruiken. In het geval van een neural network kun je Pytorch (https://pytorch.org/) gebruiken bijvoorbeeld. De kern blijft in het “tweaken” van de waarden per neuron. Daar beïnvloed je het pad mee, dus ook de uitkomst. Bij een simpel AI-model dat bijvoorbeeld een vis, hond of vogel moet herkennen is dit eenvoudiger dan bij iets complex als ChatGPT. Maar complex of niet, dit vormt de basis. De rest is slechts het toevoegen van neurons, of tensors in computertaal (tensor = inputs, outputs en transformaties in een neural network).

Nu we de basis weten, gaan we in een volgende artikel verder kijken hoe dit werkt in de praktijk. We nemen dan een eenvoudig voorbeeld om te beginnen en dat gaan we uitbreiden, we gaan geen chatGPT bouwen, maar hopelijk wel komend tot een punt dat je de klok zelf kunt laten slaan, het is maar net hoe complex je het wil…