AI領(lǐng)域的幾個概念:機器學習、深度學習和大模型
隨著AI時代的到來,越來越多概念值得我們關(guān)注。這篇文章里,作者就介紹了人工智能、機器學習、深度學習和大模型的概念和關(guān)系,一起來看看,或許屏幕前的你會感興趣。
上文簡述了傳統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理進化為AI產(chǎn)品經(jīng)理的機遇和挑戰(zhàn),今天我們繼續(xù)了解一下人工智能的概念和分類,并介紹AI領(lǐng)域非常重要的兩個概念:機器學習和深度學習,最后還會聊一下最近爆火的大模型,看看這位明星選手處在AI這張大網(wǎng)的哪個位置。
一、什么是人工智能
人工智能(Artificial Intelligence,AI)是指用機器去實現(xiàn)所有目前必須借助人類智慧才能實現(xiàn)的任務(wù)。它本質(zhì)上是基于學習能力和推理能力的不斷進步,去模仿人類思考、認知、決策和行動的過程。
AI的核心目標是通過機器學習、深度學習等技術(shù),讓計算機能夠從數(shù)據(jù)中學習,并自主地進行推理和決策。
從產(chǎn)品經(jīng)理的視角來看,傳統(tǒng)的功能實現(xiàn),需要產(chǎn)品經(jīng)理預設(shè)業(yè)務(wù)場景,規(guī)劃功能邏輯細節(jié),然后交給技術(shù)人員進行編碼實現(xiàn),最終功能和預想效果一致的話,就是很成功的一次迭代了。
似乎也沒什么問題,但是當我們跳出來往下看,發(fā)現(xiàn)滿屏都是形如“如果…那么…”的需求硬編碼,雖然給了用戶“所見即所得”的確定性,但是很多場景的表現(xiàn)都顯得“木訥”,不夠“聰明”,很多人類一眼就能得到答案的問題,想達到預期效果卻難如登天。
而借助AI技術(shù),我們可以將那些“木訥”的功能,交給一個個聰明的“人”來負責,它們不止可以完成本職工作,還能繼續(xù)學習成長,獨自進行邏輯推理,更好的做決策。
整個系統(tǒng)瞬間就活了起來,雖然有了更多的“不確定性”,但同時也沖破了天花板,擁有了無限可能。
根據(jù)AI的能力范圍和智能化程度,可以將人工智能分為ANI、AGI和ASI三個等級。
- ANI(弱人工智能)主要被編程以執(zhí)行單一任務(wù),它通常只能針對特定領(lǐng)域或任務(wù)展現(xiàn)出類似人類智能的能力。例如,手機地圖導航、網(wǎng)購產(chǎn)品推薦等都是ANI的典型應用。
- AGI(通用人工智能)則是在不特定編碼知識與應用區(qū)域的情況下,應對多種甚至泛化問題的人工智能技術(shù)。它擁有推理、計劃、解決問題、抽象思考、快速學習和從經(jīng)驗中學習的能力。AGI更像是無所不能的計算機,能夠像人類一樣應對多種任務(wù)和環(huán)境。
- ASI(超人工智能)相較AGI,不僅要求具備人類某些能力,還要能夠獨立思考并解決問題。ASI不僅在智能化程度上超越了AGI,還在應用范圍上有所擴展,能夠應對更加復雜和多樣化的任務(wù)。
人工智能包括自然語言處理(NLP)、計算機視覺(CV)、機器學習、深度學習、數(shù)據(jù)挖掘、機器人技術(shù)等分支。這些分支在處理不同類型的數(shù)據(jù)和任務(wù)時各有優(yōu)勢。
例如,自然語言處理(NLP)主要關(guān)注于自然語言的理解和生成,計算機視覺(CV)則關(guān)注于圖像和視頻的識別和理解,機器學習和深度學習則通過訓練數(shù)據(jù)來讓計算機自主地進行決策和預測,數(shù)據(jù)挖掘則從大量數(shù)據(jù)中挖掘出有用的信息,機器人技術(shù)則利用AI技術(shù)來構(gòu)建能夠執(zhí)行各種任務(wù)的自動化系統(tǒng)。
我們主要關(guān)注機器學習和深度學習。
二、什么是機器學習
機器學習(Machine learning)是一種人工智能的技術(shù),通過讓機器通過對過去已知大量數(shù)據(jù)的學習,逐漸有能力從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)接近現(xiàn)實的規(guī)律,并通過這些規(guī)律對未來的某些狀況進行預測,從而實現(xiàn)自主學習和預測的能力。
建模過程中,根據(jù)數(shù)據(jù)是否有明確標簽,可以把機器學習分為監(jiān)督學習、無監(jiān)督學習和半監(jiān)督學習三種類型。
- 監(jiān)督學習:從有標簽的數(shù)據(jù)中學習規(guī)律和模式,以便在未知數(shù)據(jù)上進行預測和分類。
- 無監(jiān)督學習:從無標簽的數(shù)據(jù)中學習規(guī)律和模式,以便在未知數(shù)據(jù)上進行聚類和降維等操作。
- 半監(jiān)督學習:將監(jiān)督學習和無監(jiān)督學習相結(jié)合,利用少量有標簽的數(shù)據(jù)和大量無標簽的數(shù)據(jù)進行學習。
根據(jù)機器學習的應用場景,目前可以分為分類問題、回歸問題、聚類問題三大類。
- 分類問題:機器學習可以通過對已知類別的數(shù)據(jù)進行學習,從而對未知類別的數(shù)據(jù)進行分類。比如在垃圾郵件識別中,機器學習算法可以通過學習已知的垃圾郵件和非垃圾郵件,來判斷一封新收到的郵件是否是垃圾郵件。分類問題的常見算法有K近鄰算法、邏輯回歸、樸素貝葉斯、決策樹、隨機森林、支持向量機(SVM算法)等,后續(xù)文章會詳細介紹。
- 回歸問題:機器學習可以通過對已知的數(shù)據(jù)進行學習,從而對新的數(shù)據(jù)進行預測。比如在股票市場中,機器學習算法可以通過學習歷史股票價格數(shù)據(jù),來預測未來的股票價格?;貧w問題的常見算法有線性回歸等,后續(xù)文章會詳細介紹。
- 聚類問題:機器學習可以將數(shù)據(jù)按照一定的特征進行聚類,從而將相似的數(shù)據(jù)歸為一類。比如在客戶分析中,機器學習算法可以通過學習客戶的購買行為和喜好,將相似的客戶歸為一類,從而對不同的客戶群體進行針對性的營銷。聚類算法屬于無監(jiān)督學習,后續(xù)會介紹一下K均值算法(K-means)。
機器學習的優(yōu)點(和深度學習相比):
- 易于理解和實現(xiàn),成本較低,好落地。
- 適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)。
- 可解釋性強,相對可控。
- 適用于各種類型的數(shù)據(jù)。機器學習的算法適用于各種類型的數(shù)據(jù),包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。
機器學習的缺點(和深度學習相比):
- 需要手動提取特征。這需要專業(yè)知識和經(jīng)驗,并且很難得到最佳特征,因此這也是體現(xiàn)產(chǎn)品經(jīng)理價值的重要環(huán)節(jié)。
- 對數(shù)據(jù)質(zhì)量要求高。機器學習的算法對數(shù)據(jù)質(zhì)量要求較高,如果數(shù)據(jù)質(zhì)量較差,會影響預測結(jié)果的準確性。
- 預測效果受限。機器學習的算法預測效果受限,無法處理較為復雜的數(shù)據(jù)集。
三、什么是深度學習
深度學習(Deep learning)是一種機器學習的分支,它是通過構(gòu)建多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)自主學習和預測的能力。深度學習的核心是深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),它由多個層次的神經(jīng)元組成,每一層都可以提取出不同的特征信息,從而實現(xiàn)對復雜數(shù)據(jù)的學習和預測。深度學習的應用范圍非常廣泛,包括圖像識別、語音識別、自然語言處理等領(lǐng)域。
深度學習常見算法有反向傳播(Backpropagation)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)、生成對抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)等,后續(xù)會詳細介紹。
深度學習的優(yōu)點(和傳統(tǒng)機器學習相比):
- 自動提取特征。深度學習可以自動學習特征,從而避免了手動提取特征的麻煩。
- 適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)。深度學習的算法適用于大規(guī)模的數(shù)據(jù)集。
- 預測效果較好。深度學習的算法預測效果較好,可以處理較為復雜的數(shù)據(jù)集。
深度學習的缺點(和傳統(tǒng)機器學習相比):
- 計算資源要求高。深度學習的算法需要大量的計算資源,包括計算機性能和存儲空間。
- 訓練時間長。深度學習的算法需要較長的訓練時間,這會增加成本和時間成本。
- 模型可解釋性差。深度學習的算法模型可解釋性較差,很難理解模型的內(nèi)部運作機制。
四、什么是大模型
大模型是指深度學習中的大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,它們通常包含數(shù)億甚至數(shù)十億個參數(shù),可以處理海量的數(shù)據(jù),并且具有強大的特征表達和推理能力。大模型的出現(xiàn)使得AI在語音識別、自然語言處理、圖像識別等領(lǐng)域取得了突破性的進展,受到了廣泛的關(guān)注。
大模型也屬于深度學習,大模型的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
- 巨大的規(guī)模:大模型包含的參數(shù)數(shù)量巨大,模型大小可以達到數(shù)百GB甚至更大。這種巨大的模型規(guī)模為模型提供了強大的表達能力和學習能力。
- 預訓練方式:大模型通常在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上進行預訓練,這使得模型能夠?qū)W習到廣泛的知識和模式。預訓練完成后,僅需使用少量數(shù)據(jù)的微調(diào)甚至無需微調(diào),模型就能直接支撐各類應用。
- 多任務(wù)學習:大模型可以同時處理多個任務(wù),這使得模型能夠?qū)W習到更廣泛的知識和技能。例如,語言模型可以同時學習詞義、語法、語義等多個方面的知識。
- 模型架構(gòu)和技術(shù):大模型可以采用不同的模型架構(gòu)和技術(shù)來優(yōu)化模型的精度和效率。例如,Transformer模型可以用于處理自然語言處理任務(wù),而卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以用于處理圖像識別任務(wù)。
- 參數(shù)優(yōu)化:大模型需要進行參數(shù)優(yōu)化,以提高模型的精度和效率。例如,可以使用梯度下降等優(yōu)化算法來訓練模型,同時也可以使用正則化等技術(shù)來防止過擬合。
- 數(shù)據(jù)集要求:大模型需要處理大量的數(shù)據(jù)才能學到廣泛的知識和模式,因此需要使用大規(guī)模的數(shù)據(jù)集。同時,數(shù)據(jù)集的多樣性也能夠幫助模型學習到更廣泛的知識。
大模型具有強大的表示能力和泛化能力,有著廣泛的應用前景,而且已經(jīng)有了一些AGI(通用人工智能)的感覺,但同時也存在巨大的計算和存儲成本、難以調(diào)試和優(yōu)化、難以解釋和可視化以及難以部署和維護等問題。因此,在實際應用中需要根據(jù)具體任務(wù)和需求來選擇合適規(guī)模的模型。
五、總結(jié)
本文介紹了人工智能、機器學習、深度學習和大模型的概念和關(guān)系,讓大家對這些名詞有了一個初步的印象。
下一篇文章,我會開始介紹機器學習的建模流程和技術(shù)名詞,正式拉開機器學習篇章的序幕。
機器學習作為理解AI技術(shù)的基礎(chǔ),是非常關(guān)鍵的地基,需要大量的篇幅精雕細琢,敬請期待。
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