Entrenando el modelo de tu primera red neuronal

¿Cómo entrenar un modelo en Colab?

Entrenar un modelo en Google Colab es un proceso fascinante y accesible para cualquier persona interesada en el aprendizaje automático. Con la comodidad de Google Colab, podemos aprovechar la potencia de cómputo en la nube sin saturar nuestros dispositivos locales. En este taller, nos adentraremos en los pasos necesarios para entrenar un modelo y evaluar su rendimiento con solo unas pocas líneas de código.

¿Qué necesitamos para entrenar la red neuronal?

Antes de comenzar a entrenar el modelo, es esencial contar con los componentes clave:

• Datos limpios: Debemos tener nuestros datos de entrenamiento y etiquetas (x_train, y_train) para que el modelo pueda aprender y generalizar.
• Arquitectura del modelo: La red neuronal debe estar diseñada y compilada. Es decir, tiene que tener una estructura con capas definidas y un compilador que emplee las funciones de pérdida y optimización adecuadas.

¿Cómo ejecutamos el entrenamiento?

El entrenamiento de la red neuronal se puede realizar utilizando el comando fit. Aquí está el fragmento de código para entrenar el modelo:

model.fit(x_train, y_train, epochs=5, batch_size=128)

Donde:

• model es tu red neuronal previamente configurada.
• x_train y y_train son tus datos de entrada y las etiquetas de salida utilizadas para el entrenamiento.
• epochs=5 señala que el modelo iterará cinco veces sobre los datos de entrenamiento.
• batch_size=128 indica que los datos se procesarán en lotes de 128 unidades.

¿Qué sucede durante el entrenamiento?

Una de las partes más emocionantes de entrenar una red neuronal es observar cómo cambia el rendimiento del modelo:

• Aumento de la precisión: A medida que el modelo entrena, la accuracy tiende a subir, indicando una mejora en su capacidad para hacer predicciones correctas.
• Reducción de pérdida: La pérdida se reduce, lo cual es un buen indicador de que el modelo se está ajustando adecuadamente a los datos de entrenamiento.

Este proceso, aunque no podemos observar la matemática interna detalladamente, muestra cómo la red neuronal aprende y mejora con cada iteración.

¿Cómo evaluamos el rendimiento de la red neuronal?

Para verificar cómo se desempeña el modelo con datos no vistos, se utiliza el conjunto de prueba con el comando evaluate:

results = model.evaluate(x_test, y_test)

Donde:

• x_test y y_test son los datos de prueba y sus etiquetas respectivamente.
• results proporcionan métricas valiosas sobre la precisión y otras medidas de rendimiento del modelo.

Al finalizar la evaluación, obtuvimos una impresionante precisión del 97%. Esto muestra cuán efectivas pueden ser las redes neuronales en la problemática de reconocimiento de dígitos, ilustrando su capacidad poderosa con apenas unas líneas de código.

¿Qué aprenderemos a continuación?

Entender cómo entrenar una red neuronal es solo el comienzo. Es fundamental profundizar en los conceptos que componen estas redes, tales como:

• Épocas y lotes: Comprender cómo estas variables afectan el entrenamiento.
• Funciones de pérdida y optimizadores: Saber qué son y cómo funcionan para mejorar el rendimiento del modelo.
• Funciones de activación como ReLU y Softmax: Investigar su propósito y función dentro de la red.

Estas herramientas y conceptos básicos son los cimientos que nos permitirán desentrañar el funcionamiento interno de las redes neuronales. Con esta base, estaremos listos para profundizar en cómo operan las neuronas individuales y los perceptrones, los bloques de construcción de esta "magia" computacional en el aprendizaje automático. ¡Adelante, sigamos aprendiendo y explorando el mundo del machine learning!