Welche Arten von maschinellem Lernen gibt es?
Mehrere Faktoren bestimmen die Lerntechniken, die zum Einlernen einer Maschine verwendet werden. Dies kann von der Art der verfügbaren Daten sowie den beabsichtigten Zielen und Aufgaben abhängen. In vielen komplexen Systemen von heute kommen verschiedene Kombinationen dieser Lernmethoden zum Einsatz:
1. Überwachtes Lernen
Überwachtes Lernen trainiert ein Modell anhand von gelabelten Daten. Jedes Beispiel im Datensatz enthält sowohl die Eingabe (wie ein Bild oder ein Datenpunkt) als auch die korrekte Ausgabe (wie eine Kategorie oder ein Wert). Das Modell lernt, indem es seine Vorhersagen mit den richtigen Antworten vergleicht und sich selbst so anpasst, dass es jedes Mal näher an die Richtigkeit herankommt. Dies ist die häufigste Art des maschinellen Lernens. Sie wird bei Aufgaben wie Betrugserkennung, Nachfrageprognosen und Qualitätsklassifizierung eingesetzt, bei denen die bisherigen Ergebnisse bekannt sind und aus historischen Daten Muster abgeleitet werden können.
2. Nicht überwachtes Lernen
Nicht überwachtes Lernen funktioniert ohne gelabelte Ergebnisse. Das Modell untersucht die Daten allein und sucht nach Mustern, Clustern oder Strukturen, die möglicherweise nicht offensichtlich sind. Anstatt zu versuchen, die richtige Antwort vorherzusagen, werden ähnliche Datenpunkte gruppiert, um die Komplexität im Datensatz zu reduzieren. Unternehmen nutzen unbeaufsichtigtes Lernen, um Kunden zu segmentieren, ungewöhnliches Verhalten zu erkennen oder neue Markttrends zu erforschen. Das System kann sein eigenes Lernen nutzen, um Muster zu erkennen, die für das Unternehmen am relevantesten sind.
3. Halbüberwachtes Lernen
Wie der Name schon sagt, ist halbüberwachtes Lernen ein Hybridmodell. Es verwendet eine kleine Menge an gelabelten Daten zusammen mit einer großen Menge an nicht gelabelten Daten. Dadurch wird das System gewissermaßen mit gelabelten Daten „angeschwungen“ und profitiert von diesem Lernvorsprung. Halbüberwachtes Lernen ist nützlich in Bereichen wie dem Gesundheitswesen oder der industriellen Inspektion, in denen die Datenkennzeichnung komplex und manchmal subjektiv ist. Durch diesen Vorsprung wird dieses Modell schneller präzise.
4. Verstärkungslernen
Verstärkungslernen basiert auf einem empirischen Ansatz. Das bedeutet, dass das System mit seiner Umgebung interagiert (z. B. einer Simulation) und nicht nur aus statischen Daten lernt. Es lernt, indem es Feedback in Form von digitalen Belohnungen oder Sanktionen erhält. Verstärkungslernen wird häufig in Bereichen wie Robotik, Lieferkettenoptimierung oder Systemen eingesetzt, die sich ständig anpassen müssen. Mit anderen Worten: Es lernt durch Taten, nicht nur durch die Aufnahme von Daten.