AI领域的几个概念:机器学习、深度学习和大模型
发布于 25 天前 作者 pangguoming 45 次浏览 来自 分享

随着AI时代的到来,越来越多概念值得我们关注。这篇文章里,作者就介绍了人工智能、机器学习、深度学习和大模型的概念和关系,一起来看看,或许屏幕前的你会感兴趣。

上文简述了传统产品经理进化为AI产品经理的机遇和挑战,今天我们继续了解一下人工智能的概念和分类,并介绍AI领域非常重要的两个概念:机器学习和深度学习,最后还会聊一下最近爆火的大模型,看看这位明星选手处在AI这张大网的哪个位置。

一、什么是人工智能

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是指用机器去实现所有目前必须借助人类智慧才能实现的任务。它本质上是基于学习能力和推理能力的不断进步,去模仿人类思考、认知、决策和行动的过程。

AI的核心目标是通过机器学习、深度学习等技术,让计算机能够从数据中学习,并自主地进行推理和决策。

从产品经理的视角来看,传统的功能实现,需要产品经理预设业务场景,规划功能逻辑细节,然后交给技术人员进行编码实现,最终功能和预想效果一致的话,就是很成功的一次迭代了。

似乎也没什么问题,但是当我们跳出来往下看,发现满屏都是形如“如果…那么…”的需求硬编码,虽然给了用户“所见即所得”的确定性,但是很多场景的表现都显得“木讷”,不够“聪明”,很多人类一眼就能得到答案的问题,想达到预期效果却难如登天。

而借助AI技术,我们可以将那些“木讷”的功能,交给一个个聪明的“人”来负责,它们不止可以完成本职工作,还能继续学习成长,独自进行逻辑推理,更好的做决策。

整个系统瞬间就活了起来,虽然有了更多的“不确定性”,但同时也冲破了天花板,拥有了无限可能。

根据AI的能力范围和智能化程度,可以将人工智能分为ANI、AGI和ASI三个等级。

  • ANI(弱人工智能)主要被编程以执行单一任务,它通常只能针对特定领域或任务展现出类似人类智能的能力。例如,手机地图导航、网购产品推荐等都是ANI的典型应用。
  • AGI(通用人工智能)则是在不特定编码知识与应用区域的情况下,应对多种甚至泛化问题的人工智能技术。它拥有推理、计划、解决问题、抽象思考、快速学习和从经验中学习的能力。AGI更像是无所不能的计算机,能够像人类一样应对多种任务和环境。
  • ASI(超人工智能)相较AGI,不仅要求具备人类某些能力,还要能够独立思考并解决问题。ASI不仅在智能化程度上超越了AGI,还在应用范围上有所扩展,能够应对更加复杂和多样化的任务。 人工智能包括自然语言处理(NLP)、计算机视觉(CV)、机器学习、深度学习、数据挖掘、机器人技术等分支。这些分支在处理不同类型的数据和任务时各有优势。

例如,自然语言处理(NLP)主要关注于自然语言的理解和生成,计算机视觉(CV)则关注于图像和视频的识别和理解,机器学习和深度学习则通过训练数据来让计算机自主地进行决策和预测,数据挖掘则从大量数据中挖掘出有用的信息,机器人技术则利用AI技术来构建能够执行各种任务的自动化系统。

我们主要关注机器学习和深度学习。

二、什么是机器学习

机器学习(Machine learning)是一种人工智能的技术,通过让机器通过对过去已知大量数据的学习,逐渐有能力从数据中发现接近现实的规律,并通过这些规律对未来的某些状况进行预测,从而实现自主学习和预测的能力。

建模过程中,根据数据是否有明确标签,可以把机器学习分为监督学习、无监督学习和半监督学习三种类型。

  • 监督学习:从有标签的数据中学习规律和模式,以便在未知数据上进行预测和分类。

  • 无监督学习:从无标签的数据中学习规律和模式,以便在未知数据上进行聚类和降维等操作。

  • 半监督学习:将监督学习和无监督学习相结合,利用少量有标签的数据和大量无标签的数据进行学习。 根据机器学习的应用场景,目前可以分为分类问题、回归问题、聚类问题三大类。

  • 分类问题:机器学习可以通过对已知类别的数据进行学习,从而对未知类别的数据进行分类。比如在垃圾邮件识别中,机器学习算法可以通过学习已知的垃圾邮件和非垃圾邮件,来判断一封新收到的邮件是否是垃圾邮件。分类问题的常见算法有K近邻算法、朴素贝叶斯、决策树、随机森林、支持向量机(SVM算法)等,后续文章会详细介绍。

  • 回归问题:机器学习可以通过对已知的数据进行学习,从而对新的数据进行预测。比如在股票市场中,机器学习算法可以通过学习历史股票价格数据,来预测未来的股票价格。回归问题的常见算法有线性回归、逻辑回归等,后续文章会详细介绍。

  • 聚类问题:机器学习可以将数据按照一定的特征进行聚类,从而将相似的数据归为一类。比如在客户分析中,机器学习算法可以通过学习客户的购买行为和喜好,将相似的客户归为一类,从而对不同的客户群体进行针对性的营销。聚类算法属于无监督学习,后续会介绍一下K均值算法(K-means)。

机器学习的优点(和深度学习相比):

  • 易于理解和实现,成本较低,好落地。
  • 适用于小规模数据。
  • 可解释性强,相对可控。
  • 适用于各种类型的数据。机器学习的算法适用于各种类型的数据,包括结构化数据和非结构化数据。

机器学习的缺点(和深度学习相比):

  • 需要手动提取特征。这需要专业知识和经验,并且很难得到最佳特征,因此这也是体现产品经理价值的重要环节。
  • 对数据质量要求高。机器学习的算法对数据质量要求较高,如果数据质量较差,会影响预测结果的准确性。
  • 预测效果受限。机器学习的算法预测效果受限,无法处理较为复杂的数据集。

三、什么是深度学习

深度学习(Deep learning)是一种机器学习的分支,它是通过构建多层神经网络来实现自主学习和预测的能力。深度学习的核心是深度神经网络,它由多个层次的神经元组成,每一层都可以提取出不同的特征信息,从而实现对复杂数据的学习和预测。深度学习的应用范围非常广泛,包括图像识别、语音识别、自然语言处理等领域。

深度学习常见算法有反向传播(Backpropagation)、卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)、生成对抗网络(GAN)等,后续会详细介绍。

深度学习的优点(和传统机器学习相比):

  • 自动提取特征。深度学习可以自动学习特征,从而避免了手动提取特征的麻烦。
  • 适用于大规模数据。深度学习的算法适用于大规模的数据集。
  • 预测效果较好。深度学习的算法预测效果较好,可以处理较为复杂的数据集。

深度学习的缺点(和传统机器学习相比):

  • 计算资源要求高。深度学习的算法需要大量的计算资源,包括计算机性能和存储空间。
  • 训练时间长。深度学习的算法需要较长的训练时间,这会增加成本和时间成本。
  • 模型可解释性差。深度学习的算法模型可解释性较差,很难理解模型的内部运作机制。

四、什么是大模型

大模型是指深度学习中的大型神经网络模型,它们通常包含数亿甚至数十亿个参数,可以处理海量的数据,并且具有强大的特征表达和推理能力。大模型的出现使得AI在语音识别、自然语言处理、图像识别等领域取得了突破性的进展,受到了广泛的关注。

大模型也属于深度学习,大模型的特点主要表现在以下几个方面:

  • 巨大的规模:大模型包含的参数数量巨大,模型大小可以达到数百GB甚至更大。这种巨大的模型规模为模型提供了强大的表达能力和学习能力。
  • 预训练方式:大模型通常在大规模数据集上进行预训练,这使得模型能够学习到广泛的知识和模式。预训练完成后,仅需使用少量数据的微调甚至无需微调,模型就能直接支撑各类应用。
  • 多任务学习:大模型可以同时处理多个任务,这使得模型能够学习到更广泛的知识和技能。例如,语言模型可以同时学习词义、语法、语义等多个方面的知识。
  • 模型架构和技术:大模型可以采用不同的模型架构和技术来优化模型的精度和效率。例如,Transformer模型可以用于处理自然语言处理任务,而卷积神经网络可以用于处理图像识别任务。
  • 参数优化:大模型需要进行参数优化,以提高模型的精度和效率。例如,可以使用梯度下降等优化算法来训练模型,同时也可以使用正则化等技术来防止过拟合。
  • 数据集要求:大模型需要处理大量的数据才能学到广泛的知识和模式,因此需要使用大规模的数据集。同时,数据集的多样性也能够帮助模型学习到更广泛的知识。 大模型具有强大的表示能力和泛化能力,有着广泛的应用前景,而且已经有了一些AGI(通用人工智能)的感觉,但同时也存在巨大的计算和存储成本、难以调试和优化、难以解释和可视化以及难以部署和维护等问题。因此,在实际应用中需要根据具体任务和需求来选择合适规模的模型。
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