Компания Google собирается полностью перевести сервис Google Translate на глубинное обучение. Детальное описание алгоритма нейросети опубликовано на arXiv.org.

По предварительным оценкам Google, нейросеть обеспечивает гораздо лучшее качество перевода, чем обычные статистические методы. Её уже опробовали в сложнейшей языковой паре английский⟷китайский, и нейросеть сразу на 60% снизила количество ошибок перевода. Результат впечатляет. Другие языковые пары подключат к нейросети в течение ближайших нескольких месяцев.

Модель архитектуры GNMT (Google’s Neural Machine Translation). Слева сеть энкодера, справа — декодера, в середине модуль внимания. Нижний слой энкодера двусторонний: розовые модули собирают информацию слева направо, а зелёные — в обратном направлении

Структура двунаправленных связей в нижнем уровне энкодера

Успех в области машинного перевода — ещё одно достижение ИИ, коих набралось немало в последнее время. Технология обучаемых нейросетей явно находится на подъёме и применяется в разных областях. Особенно явное превосходство над другими компьютерными техниками достигнуто в распознавании изображений и играх. В некоторых из областей нейросети работают даже более эффективно, чем человеческий мозг, например, обыгрывают человека в отдельные настольные игры.

Нейросеть Google для машинного перевода называется Neural Machine Translation System (NMTS). От самого начала и до конца перевод текста теперь полностью выполняет нейросеть. Традиционно ИИ использовался в Google Translate в ограниченном режиме, для некоторых вспомогательных задач. Например, для сравнения текстов, доступных на нескольких языках, вроде официальных документов ООН или Европарламента. В таком режиме сравнивался перевод каждого слова в текстах.

Нейросеть NMTS работает на принципиально новом уровне. Она не только анализирует существующие варианты перевода в процессе обучения, но и выполняет интеллектуальный анализ предложений, разбивая их на «словарные сегменты». В определённой репрезентации внутри сети эти «словарные сегменты» соответствуют смыслам слов.

Анимация Google показывает, как китайское предложение разбивается на части, а затем нейросеть подбирает подходящий перевод, учитывая вес каждого фрагмента в оригинальном тексте

В каком-то смысле такой подход напоминает работу нейросетей в машинном зрении. Система обрабатывает изображение попиксельно. Затем уровень обработки постепенно увеличивается, достигая таких сложных черт как границы объектов, геометрические паттерны и т.д. В NMTS та же нейросеть, которая анализирует исходный текст, затем предлагает его перевод.

В данном случае разработчики Google применили существующие разработки в этой области, а также несколько «методологических инноваций», комментируют незавиимые специалисты научную работу, опубликованную на arXiv.org. По их мнению, разработка Google показывает «потрясающий» результат и наглядно демонстрирует, что нейронный перевод с помощью ИИ способен намного превзойти по качеству классические методы машинного перевода. Нейросеть Google явно улучшает качество перевода во многих отношениях.

Для оптимизации NMTS обкатывалась на компьютерном оборудовании, специально разработанном для тестирования нейросети. Именно там обучали в своё время нейросеть AlphaGo, которая после этого победила Ли Седоля, одного из лучших в мире игроков в го.

Для оценки эффективности системы исследователи подобрали большой набор предложений из Википедии и новостных статей в интернете. Эти тексты скормили NMTS, в старую систему машинного перевода перевода Google Translate, а также дали людям-переводчикам. В рамках слепого тестирования люди-переводчики оценивали качество перевода каждого фрагмента (в том числе человеческий перевод).

Примеры перевода текстов на китайском, испанском, французском и английском языках обычной системой машинного перевода (синий), нейросетью (зелёный) и человеком (оранжевый)

Языковая пара английский⟷китайский известна своей высокой сложностью. Несмотря на значительное уменьшение количества ошибок, качество перевода в этой языковой паре по-прежнему уступает качеству перевода других индоевропейских языков. В некоторых языковых парах перевод NMTS приближается по качеству к переводу людьми, но авторы научной работы предупреждают, что рано делать далеко идущие выводы, ведь сравнение производилось на ограниченном наборе тщательно отобранных простых предложений.

Те же результаты в более наглядном виде.

По мнению специалистов, компьютер сможет приблизиться или обойти человека по качеству перевода только в том случае, если к системе машинного перевода подключат дополнительные каналы входящей информации. Не только текст, но и видео, и звук. «В будущем роботы смогут двигаться, манипулировать объектами, чувствовать боль через сенсоры боли — и выражать свои чувства в тексте», — говорит Юрген Шмидхубер (Jürgen Schmidhuber) из Университета Лугано (Швейцария).

Система Google Translate в настоящее время обрабатывает около 10 000 языковых пар для машинного перевода.