人工智能, 機器學習。數據挖掘,模式識別, 神經網絡之間是什麼關係呢?

小D羅


人工智能

人工智能我們希望機器達到的目標,即希望機器 Think like people,Act like people.而人工智能的發展階段分為三個時代:

1、運算智能:通過暴力計算來窮舉所有可能性來體現智能,例如“深藍打敗國際象棋選手”

2、感知智能:在某一特定領域的下的智能,當前正處於的時代、屬於窄人工智能,如人臉識別、語音識別等

3、認知智能:即通用人工智能、我們希望機器達到的真正智能狀態,目前還很遙遠

機器學習

機器學習是達到人工智能目標的方法的統稱。

“學習”的標準定義為:任務 T 在經驗 E 的基礎上,用於衡量 T 的性能的 P 有所提高,簡化而言就是讓機器基於經驗學到某種東西、效果越來越好。

下述圖片(圖片引自慕課網)解釋了人類思考與機器學習的方式,都是基於歷史經驗進行總結得到知識沉澱,並對未知世界進行認知的過程。

人工智能的核心就是預測,最初期是規則智能(專家系統),而現在的人工智能都是數據智能,把難以精確解決的問題轉換為概率問題,得到近似解。

數據挖掘

數據挖掘是從海量信息中進行搜索提取有價值信息的過程,是一個由處理數據、得到信息、挖掘知識等環節組成的工作過程,在這個過程中可能用到機器學習等各種算法,最終的目的是進行智能決策,而這個智能也可以理解為人工智能。比如說通過挖掘歷史的銷售數據找到商品之間的關聯規則,大家熟知的啤酒尿布的故事就是一個典型案例。

模式識別

要想知道什麼叫做模式識別,那就要先了解什麼叫做模式,通常意義上,模式指用來說明事物結構的一種表達。它是從生產生活經驗中經過抽象提煉出來的知識,說直白點就是可以用來表示事物的一些列特徵的集合。

模式識別從十九世紀五十年代興起,在二十世紀七八十年代風靡一時,是信息科學和人工智能的重要組成部分,主要被應用於圖像分析與處理、語音識別、計算機輔助診斷、數據挖掘等方面。但是其效果似乎總是差強人意,因為模式識別中的事物特徵是由人類設計總結的、主要基於人類在某一方面的領域知識,也就是說模式識別的效果不可能超過人類、有很大的侷限性。

神經網絡

上面提到模式識別的特徵是人類設計的,但實際中各類數據的特徵表示不是顯而易見的,我們更希望通過機器自身的學習去獲得特徵,個人覺得神經網絡實際上就是這樣一種過程,可以將原始輸入數據(一個向量)映射到新的向量空間,然後基於新的向量進行分類或其他操作。下圖的(X1,X2,X3,......Xn)即原始輸入,(O1,O2,......Oj)即通過神經網絡得到的輸出(可以理解為是表示原始輸入的特徵)。

之前有人提到神經網絡具有強大的線性表達能力,確實如此。但要注意,神經網絡不一定是非線性的,線性與否取決於每個神經元的激活函數,如果激活函數是線性的,那麼無論經過多少神經元、整個計算過程仍然是線性的,而線性的神經網絡表達能力有限、比如說連最簡單的“異或”都處理不了。

只有引入了非線性的激活函數,如RELU、sigmoid等,神經網絡才獲得了強大解釋能力。

深度學習

神經網絡是直接從輸入映射為輸出,實際上這個工作也是很困難的,那麼就一步一步來,首先先對應到簡單的、低級的特徵,再把這個特徵作為輸入通過算法得到新的特徵,然後這樣一層層的繼續,得到高層特徵、再映射到輸出,這就是所謂的深度學習。

歡迎探討交流。


糊塗蟲不糊塗


人工智能是一種智能控制的說法。機器學習是基於學習的算法的統稱。神經網絡是機器學習中的一類算法。


曬糊了的仙人掌


人工智能涵蓋的範圍最大,主要研究機器如何自主感知,認知和行動。其次是機器學習,機器學習屬於認知範疇,主要研究的是機器如何通過自身某種行為提升能力,我們稱之為學習行為。有很多種方法,有兩種不同的路線,一種是像人一樣通過小樣本差異學習,或者通過自我解釋學習;還有一種是利用計算機的計算和存儲優勢學習,比如knn,支持向量機,神經網絡都是這類;第三就是神經網絡,剛也提到了,是機器學習中的一種方法;第四提到的模式識別是人工智能感知的範疇,包括特徵選擇,提取,判定,是一個綜合的應用領域;最後說數據挖掘,是研究如何從數據中發現規律,利用數據工具發現數據之間的關聯,是數據庫時代商業智能常用的工具,也也可理解為大數據分析的前身。




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