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
