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北大青鸟西安建大校区:一文讲明白人工智能、机器学习、深度学习

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随着互联网进入下半场,互联网的发展从野蛮式生长变为精细化生长,它的运营模式从人工指定变为智能推荐,这背后无疑就是人工智能。说起人工智能,我们常常会听到诸如机器学习、深度学习、有监督学习、无监督学习等名词,那么这些名词分别是什么意思?彼此之间又有什么关系呢?
人工智能,即AI(ArtificialIntelligence),是通过研究来使得计算机可以模拟人的思维过程、智能行为(比如思考、学习、推理)的科学,它包含软硬件领域,涉及计算机科学、心理学、语言学、哲学,,我们熟知的智能硬件、智能推荐、机器学习、自然语言、语音识别都是属于人工智能的一部分,因为它承担了人类的思考工作、简化了人类的思考。
机器学习,即ML(MachineLearning),是实现人工智能的一种方式,是基于已有数据、经验来进行自动识别的科学。传统软件思考决策的方式是,产品经理根据用户存在的场景,思考解决方案,设计操作路径,程序员根据产品原型图进行开发上线,用户再根据产品所引导的使用路径进行使用,所有的可能都在程序设计的时候定义清楚了。在机器学习中就不是这样的路径,机器程序代替产品经理的工作,根据大量的数据来训练学习出可能的场景、解决方案、操作路径,让用户基于学习的内容做决策。

有监督学习,即SL(SupervisedLearning),是实现机器学习的一种方式,是基于给定的训练数据集中学习出一个模型,当新的数据到来时,按照这个模型预测结果即可。这是一种比较简单的机器学习的模式,相比传统软件模式,它通过统计学、概率学、回归分析的方式让数据变得更加可靠,可以说实现了人工智能的一小步
无监督学习,即USL(UnsupervisedLearning),也是实现机器学习的一种方式,是基于数据之间的相似性进行聚类分析学习,发现相似的内容。它是有监督学习的补充,因为在现实生活中,很多数据我们是没有办法事先想到的、事先进行分类的,通过无监督学习,即使是事先不知道的数据类型,也可以通过训练挖掘它们之间的关系,辅助人类进行决策,可以说是让人工智能又向前迈进了一步。
深度学习,即DL(DeepLearning),更是机器学习的一种方式,它建立模拟人脑进行分析学习的方式,在获取到数据时像人脑思考一样的进行训练,获取结果。那么人是如何进行思考的呢?在人的大脑内有无数的神经元,它们将获取到的信息不断的进行分层、抽象,最后获取结果。深度学习的模式就是人类思考模式的映射,它通过多层处理,将初始获得的低层特征逐步的转化为高层特征,再通过学习、调优,建立起输入与输出的关系,尽可能的接近现实关联决策关系。

我们以如何判断一个动物是一只猫为例。在人类的思考中,通过从出生到成长的外界教导学习,我们看到形状就能判定这是一只猫还是一只狗了;在有监督学习中,通过输入猫的体重、大小、颜色、毛色、四肢等特征,判断该特征与猫这种模型的匹配度,根据匹配度大概判断是否是猫;在无监督学习中,我们依旧输入猫的特征数据,除了有监督学习中的数据外,还可以包含行走距离、行走速度、寿命、四肢长度等数据,无监督学习通过数据的相似性将数据集化为多个类别,再训练寻找类别与类别之间的关系,最后估计数据的内在分布情况,做出推测;在深度学习中,我们增加图片、声音、味道等数据,让机器通过像人类一样的思考,将身体内在特征、外在特征一层层抽象,最终给出推测结果。

可以看到,对于同一个数据样本集,每一种人工智能学习方式都是不一样的,越简单越清晰的样本使用越初级的学习方式越有效,而越复杂越模糊的样本则使用越高级的学习方式才会越有效,这都是人工智能的方式,没有好与不好,只有合适与不合适。
总的来说,是人工智能包含了机器学习,机器学习包含了深度学习、有监督学习、无监督学习,深度学习包含了卷积神经网络、深度信息网络,每一种模式的最终目的都是实现人工智能。有的人会担心有了人工智能,会面临大量的失业问题,其实不会,人工智能只是人思考决策的辅助,它们擅长从大量的数据中学习、记忆、定义问题,而人类擅长于分析复杂的问题,简单情况就交由机器决策,复杂问题自己分析决策,二者不是取代与被取代的关系,而是相辅相成。


1楼2022-10-16 23:25回复