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AI初学者必看:理解机器学习

发布日期:2024-10-03 22:24 浏览次数:

  “人工智能(AI)”一词于 1956 年问世,如今已为大家所熟知。然而,在 ChatGPT 迅速流行之前,AI 的使用和讨论大多局限于科学研究或虚构电影。如今,AI 尤其是生成式 AI 已成为大家热议的话题。

  初学者生成式人工智能科普系列内容面向希望踏上人工智能之旅的任何人。目前,无论您的角色和工作内容如何,无论您是技术人员还是产品专家,或者担任其他任何角色,学习了解生成式人工智能的基础知识绝对是一个明智之举。

  为此,我们将向他展示各种狗、猫、兔子和其他动物的图片,并在每张图片上贴上动物的名字 。我们训练机器人根据大小、颜色、体形、声音等识别动物。

  并非所有的狗都长得一模一样。但是,**一旦机器人看过很多狗的图片,它就能识别任何狗,即使它看起来与特定图片并不完全一样。**我们需要向机器人展示大量狗的图片。它看的图片越多,效率就越高。

  这就是机器学习——通过提供大量示例图片(或任何其他信息)来教导机器人(或任何机器)。

  每种类型都有不同的用途,并涉及从数据中学习的不同方法。让我们仔细看看所有这些类型。

  当我们通过展示动物图片来训练机器人时,我们会给每张图片贴上动物的名字。所以,我们充当了机器人的老师。我们首先告诉机器人狗或猫长什么样,然后它才能识别它们。在机器学习中,我们称之为监督学习。

  监督学习广泛应用于各种实际应用中,其中算法在标记数据上进行训练以进行预测或分类。以下是一些示例:

  根据从内容、发件人信息和其他相关属性得出的特征将电子邮件分类为垃圾邮件或非垃圾邮件。

  识别图像中的物体或模式,例如对动物进行分类、识别手写数字或检测自动驾驶汽车中的物体。

  让我们从孩子的学校例子来理解这一点。当孩子们第一天去上课时,他们会遇到很多同学。起初,所有的同学对他们来说都是一样的。但随着时间的推移,他们自己把同学分为不同的组:

  当孩子们对同学进行分类时,没有人告诉他们该怎么做。他们自己做到了,无需任何人的帮助。——这就是无监督学习的工作原理。

  让我们举一个合适的机器学习例子。想象一下,我们向我们的机器人展示了许多没有任何标签的狗、猫、兔子等的图片,并告诉他—— “我不会告诉你哪个是哪个。去探索并弄清楚”。

  机器人开始观察这些动物,注意它们的皮毛、大小和移动方式等。它还不知道它们的名字,但它正在尝试自己寻找模式和差异。

  最终,机器人可能不知道动物的名字,但它可以说“这些动物在某些方面相似,而在其他方面不同。”——这就是无监督学习。

  无监督学习用于各种实际场景,其中数据未标记,算法需要发现数据中的模式、结构或关系。以下是一些示例:

  企业使用无监督学习,特别是像 k-means 这样的聚类算法,根据客户的购买行为对其进行细分。这有助于有针对性的营销和个性化服务。

  无监督学习用于识别网络流量中的异常模式或行为。任何偏离正常行为的行为都可能被标记为潜在的安全威胁。

  无监督学习用于推荐系统。通过识别用户行为模式,这些系统可以推荐用户可能喜欢的产品、电影或内容。

  想象一下教一只狗一个新把戏——当它正确地完成这个把戏时,你会给它一些零食奖励,当它做错时,你不会给它零食。随着时间的推移,狗会学会表演这个把戏来获得更多的零食。

  在强化学习中,有一个代理(例如机器人或计算机程序)与环境交互。我们以教计算机程序玩游戏(例如国际象棋)为例。

  强化学习之所以强大,是因为它允许机器从经验中学习,并在复杂、不确定的环境中做出决策——类似于我们在现实世界中通过反复试验来学习。

  AlphaGo是由 DeepMind 开发的计算机程序,它利用强化学习在围棋游戏中表现出超越人类的水平。它击败了世界冠军,并展示了强化学习在掌握复杂游戏方面的强大能力。

  另一个例子是自动驾驶汽车。强化学习用于自动驾驶汽车的开发。代理通过从模拟和现实世界的经验中不断学习,学习如何导航交通、在路口做出决策以及应对各种驾驶条件。

  强化学习也用于算法交易,以做出购买或出售金融工具的决策。代理根据历史市场数据和实时市场情况学习最佳交易策略。

  机器学习是人工智能的一个分支,我们让计算机从示例和经验中学习。我们不需要明确编程,而是让机器从数据中学习并自行解决问题。无论是识别我们喜欢的歌曲、理解我们的语音命令,还是帮助医生分析医学图像,机器学习已经成为我们日常生活的一部分。

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