مسرد المصطلحات

شجرة القرار

اكتشف قوة أشجار القرار في التعلم الآلي للتصنيف والانحدار والتطبيقات الواقعية مثل الرعاية الصحية والتمويل.

تدريب YOLO النماذج
ببساطة مع Ultralytics HUB

التعرف على المزيد

شجرة القرار هي خوارزمية أساسية في التعلّم الآلي تُستخدم في مهام التصنيف والانحدار. وهي عبارة عن هيكل يشبه الشجرة حيث تمثل كل عقدة داخلية ميزة (أو سمة)، ويمثل كل فرع قاعدة قرار، وتمثل كل عقدة ورقية نتيجة. تم تصميم البنية لمحاكاة عملية اتخاذ القرار البشري، مما يجعلها بديهية وسهلة الفهم. تحظى أشجار القرار بشعبية بسبب بساطتها وقابليتها للتفسير وقدرتها على التعامل مع كل من البيانات الرقمية والفئوية. وهي تُستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات، بما في ذلك الرعاية الصحية والتمويل والتسويق، لمهام مثل التشخيص وتقييم المخاطر وتقسيم العملاء.

المفاهيم الرئيسية والهيكلية

يتم بناء أشجار القرار من خلال عملية تسمى التقسيم التكراري. يتضمن ذلك تقسيم البيانات إلى مجموعات فرعية بناءً على قيمة السمات المختلفة. والهدف من ذلك هو إنشاء مجموعات فرعية متجانسة قدر الإمكان فيما يتعلق بالمتغير المستهدف.

  • العقدة الجذرية: العقدة العلوية في الشجرة التي تمثل نقطة القرار الأولي أو الميزة التي تقسم البيانات على أفضل وجه.
  • العقد الداخلية: العقد التي تمثل ميزات مجموعة البيانات وتتفرع إلى عقد أخرى.
  • الفروع: وصلات بين العقد، تمثل القيم الممكنة للميزة في العقدة الأم.
  • العقد الورقية: العقد الطرفية التي تمثل النتائج النهائية أو القيم المتوقعة.

بناء شجرة القرار

تتضمن عملية بناء شجرة القرارات اختيار أفضل ميزة لتقسيم البيانات في كل عقدة. يعتمد هذا الاختيار على معايير تقيس مدى تجانس المجموعات الفرعية الناتجة. تتضمن المعايير الشائعة ما يلي:

  • شوائب جيني: مقياس لاحتمالية التصنيف الخاطئ لعنصر تم اختياره عشوائيًا.
  • كسب المعلومات: استنادًا إلى مفهوم الإنتروبي، يقيس هذا المفهوم الانخفاض في عدم اليقين حول المتغير المستهدف بالنظر إلى معرفة سمة ما.
  • تقليل التباين: يُستخدم لمهام الانحدار، ويقيس الانخفاض في تباين المتغير المستهدف.

تعرّف على المزيد حول ضبط المعلمة الفائقة لتحسين أداء أشجار القرار ونماذج التعلم الآلي الأخرى.

مزايا أشجار القرار

يتم تفضيل أشجار القرار لقابليتها للتفسير وسهولة استخدامها. ويمكنها التعامل مع البيانات العددية والفئوية على حد سواء دون الحاجة إلى معالجة مسبقة مكثفة للبيانات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لأشجار القرار التقاط العلاقات غير الخطية والتفاعلات بين السمات، مما يجعلها متعددة الاستخدامات لمجموعة واسعة من التطبيقات. تتيح الطبيعة المرئية لأشجار القرار سهولة فهم عملية اتخاذ القرار، وهو أمر ذو قيمة خاصة في المجالات التي تكون فيها الشفافية أمرًا بالغ الأهمية، مثل تحليل الصور الطبية والتمويل.

التطبيقات الواقعية

يتم استخدام أشجار القرار في العديد من التطبيقات الواقعية، مما يدل على تنوعها وفعاليتها.

التشخيص الطبي

في مجال الرعاية الصحية، تُستخدم أشجار القرار للمساعدة في تشخيص الأمراض بناءً على أعراض المريض ونتائج الاختبارات. على سبيل المثال، يمكن أن تساعد شجرة القرار في تحديد احتمالية إصابة المريض بمرض السكري بناءً على عوامل مثل العمر ومؤشر كتلة الجسم والتاريخ العائلي ومستويات الجلوكوز في الدم. تسمح بنية الشجرة للأطباء باتباع مسار واضح من القرارات، مما يؤدي إلى التشخيص. اكتشف كيف يعمل الذكاء الاصطناعي على تحسين التصوير الطبي.

تسجيل الائتمان

تستخدم المؤسسات المالية أشجار القرارات لتقييم مخاطر الائتمان. من خلال تحليل عوامل مثل الدخل والتاريخ الائتماني والحالة الوظيفية ومبلغ القرض، يمكن لشجرة القرار التنبؤ باحتمالية تخلف المقترض عن سداد القرض. وهذا يساعد البنوك على اتخاذ قرارات إقراض مستنيرة وإدارة المخاطر بفعالية. تعرّف على المزيد حول تطبيقات الذكاء الاصطناعي في مجال التمويل.

أشجار القرار مقابل الخوارزميات الأخرى

على الرغم من أن أشجار القرار قوية، إلا أنها غالبًا ما تُقارن بخوارزميات التعلم الآلي الأخرى.

  • الغابة العشوائية: طريقة تجميعية تنشئ أشجار قرارات متعددة وتدمج مخرجاتها لتحسين الدقة والتحكم في الإفراط في التركيب. اكتشف المزيد حول الغابة العشوائية.
  • آلات دعم المتجهات (SVM): فعالة للبيانات عالية الأبعاد ومجموعات البيانات المعقدة، ولكنها أقل قابلية للتفسير من أشجار القرار. استكشف آلات SVM بالتفصيل.
  • الشبكات العصبية: مرنة للغاية وقادرة على تعلم الأنماط المعقدة، ولكنها تتطلب المزيد من البيانات وأقل قابلية للتفسير. تعرف على الشبكات العصبية.

التحديات والقيود

على الرغم من مزاياها، فإن أشجار القرار لها حدود. حيث يمكن أن تكون عرضة للإفراط في التعميم، خاصةً عندما تكون الشجرة عميقة جداً. ويحدث الإفراط في التركيب عندما تلتقط الشجرة الضوضاء في بيانات التدريب، مما يؤدي إلى ضعف التعميم على البيانات الجديدة غير المرئية. يمكن أن تساعد تقنيات مثل التقليم، أو تحديد الحد الأدنى لعدد العينات لكل ورقة، أو الحد من الحد الأقصى لعمق الشجرة في التخفيف من هذه المشكلة. تعرف على المزيد حول الإفراط في التعميم.

بالإضافة إلى ذلك، قد لا تلتقط أشجار القرار دائمًا العلاقات الأكثر تعقيدًا في البيانات، لأنها تتخذ قراراتها بناءً على سمة واحدة في كل عقدة. يمكن أن توفر طرق التجميع مثل الغابة العشوائية والتعزيز المتدرج أداءً تنبؤيًا أفضل من خلال الجمع بين أشجار القرار المتعددة.

للمزيد من الاستكشاف لنماذج اكتشاف الأجسام وأدائها، يرجى زيارة وثائق نماذجUltralytics YOLO .

قراءة الكل