Redes neuronales recurrentes

Las redes neuronales recurrentes (RNNs) son una clase de algoritmos de aprendizaje profundo que se utilizan para procesar datos secuenciales, como el lenguaje natural, la música y las series temporales.

En esta página, se presentará una revisión detallada de las redes neuronales recurrentes, incluyendo su estructura, cómo funcionan, las aplicaciones y los desafíos que enfrentan.

Esto les permite tener una memoria a largo plazo y modelar patrones complejos en los datos secuenciales.

En resumen, las redes neuronales recurrentes son una herramienta poderosa para procesar datos secuenciales y modelar patrones complejos en ellos.

La propagación hacia atrás se realiza utilizando el algoritmo de retropropagación del error.

Para solucionar este problema, se han propuesto varias variantes de las RNNs, como las LSTMs y las GRUs, que tienen una estructura más compleja y pueden mantener mejor la información de largo plazo.

Mientras que las primeras pueden clasificar un gran número de datos con alta precisión, están diseñadas para procesar datos de entrada y salida con un tamaño constante, como una sola imagen o una palabra.

El modelo fue el primero en superar al estado del arte en la traducción automática de varios idiomas.

El artículo "Show and Tell: A Neural Image Caption Generator" de Vinyals et al.

El modelo demostró un rendimiento sobresaliente en comparación con los enfoques basados en reglas y los métodos de aprendizaje supervisado tradicionales.

En "Neural Machine Translation by Jointly Learning to Align and Translate" de Bahdanau et al.

En particular, los modelos predictivos basados en RNN de tiempo discreto son adecuados para series temporales discretas, donde los valores se registran en intervalos de tiempo fijos, como por ejemplo, por hora, por día, por semana, etc.

En resumen,son una técnica poderosa para predecir valores futuros en series temporales discretas.

Las redes neuronales recurrentes tienen la capacidad de transmitir información no solo hacia adelante, sino también hacia atrás. En cada paso, reciben datos tanto de las neuronas anteriores como de sí mismas en el paso anterior. Sin embargo, estas conexiones cíclicas pueden no ser eficientes en la práctica, por lo que se suele utilizar un despliegue que genera una arquitectura sin ciclos, más adecuada para aplicar herramientas matemáticas de optimización.
Las redes neuronales recurrentes tienen la capacidad de transmitir información no solo hacia adelante, sino también hacia atrás. En cada paso, reciben datos tanto de las neuronas anteriores como de sí mismas en el paso anterior. Sin embargo, estas conexiones cíclicas pueden no ser eficientes en la práctica, por lo que se suele utilizar un despliegue que genera una arquitectura sin ciclos, más adecuada para aplicar herramientas matemáticas de optimización.
Por ejemplo, la palabra “secuencia” está conformada por diferentes caracteres (“s”-“e”-“c”-“u”-“e”-“n”-“c”-“i”-“a”). Dichos caracteres, analizados de forma individual o en un orden diferente (por ejemplo, “n”-“s”-“e”-“i”-“c”-“c”-“u”-“a”), carecen de significado.Es evidente que una secuencia no tiene un tamaño predefinido, pues no podemos saber con antelación el número de palabras pronunciadas por una persona en una conversación, ni tampoco garantizar que un texto escrito tenga siempre un número fijo de palabras/caracteres. Las Redes Neuronales Recurrentes resuelven precisamente este inconveniente, pues pueden procesar, tanto a la entrada como a la salida, secuencias sin importar su tamaño y además teniendo en cuenta la correlación existente entre los diferentes elementos de la secuencia.
Por ejemplo, la palabra “secuencia” está conformada por diferentes caracteres (“s”-“e”-“c”-“u”-“e”-“n”-“c”-“i”-“a”). Dichos caracteres, analizados de forma individual o en un orden diferente (por ejemplo, “n”-“s”-“e”-“i”-“c”-“c”-“u”-“a”), carecen de significado.Es evidente que una secuencia no tiene un tamaño predefinido, pues no podemos saber con antelación el número de palabras pronunciadas por una persona en una conversación, ni tampoco garantizar que un texto escrito tenga siempre un número fijo de palabras/caracteres. Las Redes Neuronales Recurrentes resuelven precisamente este inconveniente, pues pueden procesar, tanto a la entrada como a la salida, secuencias sin importar su tamaño y además teniendo en cuenta la correlación existente entre los diferentes elementos de la secuencia.