Журнал «Компьютерра» № 11 от 20 марта 2007 года
Шрифт:
Датамайнингом я заинтересовался, работая в Лабораториях GTE (организация, подобная знаменитой Bell Labs, только поменьше) над крупными коммерческими базами данных. Оказалось, что если найти определенные правила, некоторые запросы к этим базам можно ускорить на несколько порядков. Я заинтересовался вопросом — можно ли находить такие правила автоматически, и занялся применением идей искусственного интеллекта к большим базам данных. Побывав в 1988 году на встрече (workshop) по этой теме (в рамках конференции AAAI ’88), я понял, что этому мероприятию нужна более четкая фокусировка. По молодости лет я не представлял себе, каких усилий стоит организовать такую встречу, и поэтому в 1989 взялся за организацию воркшопа сам. Термин «датамайнинг» я считал недостаточно завлекательным (sexy) и вместо него предложил назвать
Воркшоп прошел в 1989 году с большим успехом, и с тех пор я продолжаю работать в этой области. В 1993 году начал рассылку «Knowledge Discovery Nuggets», чтобы помочь в установлении связей между исследователями, занятыми этой проблематикой (первыми ее получили пятьдесят участников KDD-93). В 1994 году, с началом массового распространения веба, я создал один из первых сайтов по датамайнингу, из которого вырос мой нынешний сайт KDnuggets.com. Я очень рад, что вовремя сообразил, что в одиночку не потяну организацию воркшопов, и подключил к этому делу Усаму Файяда (Usama Fayyad), ставшего председателем оргкомитета KDD-94. С ним и еще несколькими коллегами мы превратили KDD в полномасштабную конференцию, а при поддержке Вон Кима (Won Kim) создали в 1998 году SIGKDD — исследовательское общество по открытию знаний и датамайнингу. В 2007 году в Сан-Хосе (Калифорния) пройдет уже 13-я конференция KDD. Воркшоп KDD в 1989 году был единственным в мире, а сейчас каждый год собирается дюжина конференций и встреч по этой теме.
Кто заказывает вашей фирме KDnuggets датамайнинговые проекты? Насколько они масштабны (по количеству участников, ресурсам, времени выполнения)? Требуют ли разработки нового ПО специально для каждого проекта?
— Многие думают, что Kdnuggets — большая компания с веб-программистами, редакторами, менеджерами по развитию бизнеса, отделом кадров и т. п. На самом деле она состоит из одного человека — меня самого, а все ее дела я веду при помощи множества скриптов, автоматически выполняющих большинство необходимых действий.
Время от времени я получаю интересные заказы на консалтинговые проекты, которые тоже обычно выполняю самостоятельно. Главное, что требуется от консультанта по датамайнингу, — интуиция, которая подсказывает, как найти интересные объекты в массиве данных и как при помощи существующих методов и технологий обнаруживать именно то, что принесет пользу заказчику.
К сожалению, многие успешные датамайнинговые проекты, в том числе и часть моих, связаны с деликатными вопросами бизнеса — такими, как выявление мошенничества и обмана, — и поэтому о них нельзя подробно рассказать в прессе. Однако недавно состоялся воркшоп, специально посвященный «историям успеха» технологий датамайнинга. Там были представлены статьи, против публикации которых заказчики проектов не возражали. Лучшей была признана работа Бхарата Рао (Bharat Rao) из Siemens, в которой описывалась очень интересная система. Она позволяет автоматически повысить качество лечения и ухода за пациентами кардиологических отделений благодаря тому, что извлекает важную медицинскую информацию из невнятно написанных и неточных записей в историях болезни [Гм-гм. Недавно мы упоминали о том, как широко применяется распознавание речи при надиктовывании врачами историй болезни. Может быть, система Рао исправляет ошибки не только врачей, но и той системы, которая записывала их диктовку? — Л.Л.-М.].
Среди кандидатов в «Великие вызовы KDD» (см. врезку) есть задачи, близкие к тесту Тьюринга. Есть ли надежда, что техники ДМ помогут существенно продвинуться в решении такого рода классических проблем искусственного интеллекта? С другой стороны — можно ли в задачах протеомики надеяться на то, что только за счет ДМ появятся ответы на важные вопросы биологии?
— Из кандидатов в «Великие вызовы» ближе всего к Тьюринг-тесту предложение Ронена Фельдмана (Ronen Feldman) — выдвинуть в качестве вызова создание текст-майнинговых систем, которые смогут сдавать стандартные
Лично я думаю, что это вполне решаемая в течение пяти-десяти лет задача, а когда она будет решена, это полностью изменит существующую практику вступительных экзаменов.
Недавно Ларри Пейдж, сооснователь Google, объявил, что Google серьезно работает над ИИ, а использование сосредоточенной там вычислительной мощности и базы знаний может серьезно ускорить движение в сторону ИИ.
Для продвижения в биологии (протеомике, геномике) критически важно понимание предметной области. Однако и без инновационных алгоритмов датамайнинга прогресс там невозможен.
Как устроены системы датамайнинга? Много ли общего у этих технологий с технологиями поисковых машин типа Гугла?
— Системы датамайнинга устроены не так, как системы поиска по вебу (Google, Yahoo), поскольку датамайнинг работает обычно с цифровыми базами данных и задает другие вопросы, нежели Google. Обычно эти системы реализуют различные методы очистки и препроцессинга, а затем применяется основное ядро алгоритмов. Самые важные задачи, решаемые этими алгоритмами, — классификация, кластеризация, визуализация. Процесс датамайнинга требует множества итераций, как показано на рисунке. Важнейшая алгоритмическая часть — использование алгоритмов машинного обучения, то есть построение модели; для датамайнинговой системы это так же важно, как двигатель для спортивного автомобиля. Однако основные усилия обычно уходят на подготовку данных. Заинтересованных читателей приглашаю познакомиться с моими (свободно доступными) лекциями.
На конференции KDD-2006 несколько известных исследователей в области извлечения знаний из данных предложили задачи, которые в будущем могут претендовать на роль «великих вызовов», бросаемых повседневной практикой.
• Провести аннотацию 1000 Часов цифрового видео в течение одного часа. Согласно автору предложения Шабану Джерабе (Chabane Djeraba), в настоящее время это требует тысяч человеко-часов при ручной работе. Под аннотацией подразумевается краткое описание происходящего. Например, сегодня невозможно без выполненной человеком аннотации выделить в записи баскетбольного матча эпизоды атаки и обороны каждой команды. Ручная аннотация одной фотографии для Национального географического общества требует двадцать минут.
• ВикипедиЯя-тест (Lise Getoor, Лиз Гетур). По сборнику статей, созданному либо в режиме партисипативной журналистики (то есть по принципу наполнения Википедии), либо с использованием автоматических инструментов поиска линков по требуемой тематике, определить, какой из этих двух методов использовался: то есть составлен ли сборник машиной или людьми (и в каком случае качество оказалось выше)? Автор предложения указывает на связь этого вызова с другим, брошенным специалистам по сжатию информации: сжать 100 мегабайт Википедии до 18 мегабайт, не потеряв ни единого бита (за это уже назначен приз Хаттера в 50 тысяч долларов).
• Оценить миллиард прогнозирующих моделей (Robert Grossman, Роберт Гроссман). В ходе многолетней практики датамайнинга было построено великое множество статистических моделей для различных типов и конкретных ансамблей данных. Во многих случаях для одних и тех же массивов данных строится несколько моделей, чтобы ухватить их характеристики разных видов. Пример: имеется информация от 833 датчиков движения транспорта в Чикаго. Задача состоит в автоматическом определении ситуаций, когда в транспортном потоке возникают аномалии, происходит что-то необычное (но не простая пробка!). Данные сегментировались по дням, часам и участкам дороги, что приводило к появлению 7х24х250 = 42000 автоматически генерируемых статистических моделей — хотелось бы значительно сократить их число! Подобная ситуация возникает и в онлайновом маркетинге (отдельная модель поведения для каждого клиента), в перспективных подходах к оценке эффективности лекарств на основе индивидуального генотипа и т. д. Так что миллиард набирается легко — вопрос в том, как радикально уменьшить это число.