走进人工智能
前言:
深度学习通过训练深层神经网络模型,可以自动学习和提取数据的特征,包括更准确的图像识别、自然语言处理、医学诊断等方面的应用。
文章目录序言背景算法的创世纪技术支持应用领域程序员如何学总结序言深度学习是一种机器学习方法,其目标是通过模拟人脑神经网络的结构和功能,让机器能够从大量的数据中自动学习和提取特征,从而实现智能化的数据处理和决策。深度学习的核心思想是建立多层次的神经网络,通过层与层之间的连接和信息传递,对输入数据进行逐层的特征提取和抽象,最终实现对复杂任务的准确预测和分类。
背景深度学习的基本概念包括神经网络、前向传播、反向传播和深度学习框架等。神经网络模仿人脑神经系统中的结构和功能,由多个神经元连接组成。
起源和早期探索(1943-1956年):深度学习的起源可以追溯到1943年,当时神经生理学家WarrenMcCulloch和逻辑学家WalterPitts合作提出了第一个人工神经元模型。随后,1956年举行的达特茅斯会议被视为人工智能领域的里程碑事件,启发了深度学习等领域的研究。
进入冬眠期(1960-1980年):在20世纪60年代至80年代,深度学习进入了一个相对低谷的时期。由于当时计算能力的限制和缺乏有效的训练算法,深度神经网络的研究受到了限制,人工智能研究的重心转向了符号推理和专家系统等领域。
重新崛起(1980-2010年):随着计算能力的提升和新的理论突破,深度学习在20世纪80年代和90年代重新崛起。其中,1986年,Rumelhart、Hinton和Williams提出的反向传播算法为深度学习的训练提供了一种有效的方法。此外,1998年,YannLeCun等人的工作展示了卷积神经网络在图像识别方面的潜力,为深度学习的应用提供了重要的突破。深度学习的复兴(2010年至今):2010年以后,深度学习开始进入新的黄金时代。这得益于大规模数据集的可用性、计算能力的飞速提升以及新的神经网络架构的出现。其中,Hinton等人的工作在ImageNet竞赛中展示了深度卷积神经网络的卓越性能,引发了对深度学习的广泛关注。此后,深度学习在计算机视觉、自然语言处理、语音识别等领域取得了重大突破。
算法的创世纪深度学习是一种革命性的人工智能技术,为算法带来了巨大的革新,同时也开创了一个全新的时代。其强大的特征提取能力和端到端学习方法使得深度学习在图像识别、语音处理、自然语言处理等领域取得了惊人的成果。本文将详细讲解深度学习对算法带来的革新以及创世纪的过程。
深度学习的革新体现在表征学习与特征提取方面传统的机器学习方法通常需要人工设计和选择特征,但随着问题复杂性的增加,手工设计特征变得困难且耗时。而深度学习通过多层神经网络模型自动学习和提取数据的特征,无需依赖人工特征设计。这种自动化的特征提取能力使得深度学习在图像、语音和文本等领域表现出色,为算法的发展带来了巨大的推动力。深度学习引领了算法的创世纪过去,神经网络作为一种模拟人脑神经元连接的模型已经存在多年,但由于计算能力和数据规模的限制,神经网络的发展相对缓慢。然而,随着计算机硬件和大规模数据的可用性提升,深度学习算法在2006年至2012年期间取得了突破性进展。重要的里程碑包括深度信念网络(DBN)的提出和卷积神经网络(CNN)在图像识别竞赛中的惊人表现。这些里程碑推动了深度学习的快速发展,使其成为当今人工智能领域最具影响力的技术之一。深度学习的创世纪得益于硬件和软件的支持图形处理器(GPU)的发展为深度学习计算提供了强大的计算能力,使得大规模的神经网络训练成为可能。同时,深度学习框架(如TensorFlow、PyTorch)的出现使得模型训练和部署更加简单和灵活。这些硬件和软件的进步为深度学习的广泛应用提供了基础,推动了其在各个领域的成功应用。技术支持深度学习作为一种强大的人工智能技术,背后依赖着多个关键技术支持,这些技术支持是深度学习能够取得巨大成功的基础。在本文中,笔者将详细讲解深度学习背后的技术支持,使读者更好地了解其原理和实现方式。
神经网络架构:神经网络是深度学习的核心组成部分。深度学习采用多层神经网络模型,其中包含输入层、多个隐藏层和输出层。这些层之间的神经元通过权重连接,并通过激活函数进行非线性变换。这种层级结构使得神经网络可以从数据中学习更高级别的特征和模式。反向传播算法:反向传播是深度学习中用于训练神经网络的核心算法。它通过计算损失函数对网络参数的梯度,并将梯度从输出层传播到输入层,从而更新网络的权重和偏置。反向传播算法实现了误差的反向传递和参数的优化,使得神经网络能够逐步调整自身以更好地拟合数据。优化算法:深度学习中的优化算法用于最小化损失函数并寻找最优的网络参数。常用的优化算法包括梯度下降、随机梯度下降(SGD)、Adam等。这些算法通过不断调整网络参数,使得神经网络在训练过程中逐渐逼近最优解。计算加速硬件`深度学习的训练和推理过程对计算资源的需求非常高。为了加快深度学习模型的训练速度,研究人员提出了各种计算加速硬件,如图形处理器(GPU)和专用的深度学习加速器(如TensorProcessingUnit)。这些硬件可以并行执行矩阵运算和张量操作,大幅提升深度学习的计算效率。
大规模数据集和云计算:深度学习模型通常需要大量的数据进行训练,而随着互联网的发展,我们可以轻松地收集和存储海量数据。大规模数据集为深度学习提供了更多的训练样本,使得模型能够更好地学习数据的分布特征。同时,云计算平台的出现为深度学习提供了强大的计算和存储资源,使得大规模模型的训练和部署变得更加可行和高效。
开源框架和工具:为了方便研究人员和开发者使用深度学习技术,许多开源的深度学习框架和工具被开发出来,如TensorFlow、PyTorch、Keras等。这些框架提供了丰富的函数库和API,简化了深度学习模型的构建、训练和部署过程。
应用领域作为一位笔者,我将详细阐述深度学习在几个实体应用领域的重要性和突破。深度学习作为一种强大的人工智能技术,以其出色的模式识别和特征提取能力,在各个行业中都发挥着重要作用。
医疗保健:深度学习在医疗保健领域具有巨大潜力。它可以用于医学影像分析,如肿瘤检测、疾病诊断和脑部扫描等。深度学习还可以用于生物信息学,分析大规模的基因组数据,帮助研究人员了解疾病的发病机制和个体化治疗。此外,深度学习还可以应用于医疗记录的自动化处理和医疗咨询系统的开发,提高医疗保健的效率和准确性。金融服务:深度学习在金融服务领域的应用越来越广泛。它可以用于信用评分和风险管理,通过分析大量的金融数据,帮助银行和金融机构识别潜在的欺诈行为和风险因素。深度学习还可以应用于股票市场的预测和交易策略的优化,帮助投资者做出更明智的投资决策。此外,深度学习在高频交易、智能客服和虚拟助理等金融应用中也发挥着重要作用。交通和智能交通:深度学习在交通领域有着广泛的应用。它可以用于交通流量预测和拥堵监测,帮助城市规划者优化交通流动和减少交通拥堵。深度学习还可以用于智能驾驶和自动驾驶技术,通过对传感器数据的实时分析,实现车辆的自主导航和智能决策。此外,深度学习还可以应用于智能交通信号控制和交通事故预测,提高交通安全性和效率。零售和电子商务:深度学习在零售和电子商务领域的应用也越来越重要。它可以用于商品推荐和个性化营销,通过分析用户的购买历史和行为模式,向用户提供个性化的推荐和购物建议。深度学习还可以应用于商品图像识别和视觉搜索,使用户可以通过图片搜索相关的商品。此外,深度学习还可以用于供应链管理和库存优化,帮助企业提高运营效率和客户满意度。媒体和娱乐:深度学习在媒体和娱乐领域有着广泛的应用。它可以用于视频内容分析和标记,实现自动视频标签和内容搜索。深度学习还可以应用于音乐生成和推荐,帮助用户发现新的音乐和艺术家。此外,深度学习还可以用于虚拟现实和增强现实技术,提供更沉浸式和交互式的娱乐体验。程序员如何学作为一个程序员,理解和应用深度学习技术需要坚实的基础知识、实践的经验和持续的学习。通过系统学习基础知识、参与实践项目和追踪最新技术,你将能够在深度学习领域取得更好的发展,并为实现各种创新和应用提供强有力的支持。
要理解和应用计算机视觉技术,你需要采取一系列有针对性的学习和实践步骤。下面我将分成三个自然段,为你详细讲解。
1.建立坚实的数学和统计基础:深度学习是建立在数学和统计学的基础上的。作为程序员,需要掌握线性代数、微积分和概率论等数学知识,并理解它们在深度学习中的应用。这将帮助理解深度学习的原理和算法,并能够更好地进行模型调整和优化。
你可以通过参加在线课程、阅读相关书籍和论文,以及参与深度学习社区来学习这些基础知识。建议学习一门编程语言,如Python,因为它在计算机视觉领域应用广泛,并且有许多优秀的开源库和工具可供使用。
2.深入学习深度学习的理论知识:学习深度学习的理论知识是必不可少的。可以通过阅读经典的深度学习教材和论文,掌握深度学习的基本概念、模型架构和训练算法。了解不同类型的神经网络(如卷积神经网络、循环神经网络和生成对抗网络)以及它们的应用场景和特点。
此外,参与开源社区和团队合作也是提高实践能力的好方法。与其他深度学习开发者分享经验和交流,可以加速你的学习和成长。
3.·持续学习和实践:深度学习是一个快速发展的领域,不断更新的技术和算法需要保持学习的状态。定期阅读最新的研究成果和论文,关注深度学习领域的新兴技术和趋势。同时,通过不断实践和解决实际问题,提升自己的深度学习
实践项目和编程实验:深度学习的实践是提高技能的关键。可以选择一些经典的深度学习项目,如图像分类、目标检测或自然语言处理,尝试使用深度学习框架(如TensorFlow或PyTorch)实现这些项目。
总结作为读者,您可能会好奇深度学习在不同领域的应用。无论是医疗、金融、交通还是娱乐,深度学习都有着巨大的潜力。它能够帮助医生诊断疾病、帮助金融机构预测市场趋势、改善交通流量管理,并为我们提供更智能化的娱乐体验。随着技术的进一步发展,我们可以期待深度学习在更多领域中的应用,为我们的生活带来更多的便利和创新。
同时也带来了一些挑战和考验。作为读者,我们应该保持警觉,关注伦理和隐私的问题。深度学习需要大量的数据来训练模型,而这些数据可能包含个人隐私信息。因此,我们需要确保数据的安全性和隐私保护,并制定相应的法律和规范来规范深度学习的应用。
最后,我想鼓励各位读者积极参与到深度学习的学习和研究中来。深度学习是一个开放且不断发展的领域,每个人都可以为其发展做出贡献。无论您是学生、研究者还是行业专业人士,都可以通过学习深度学习的基本原理和实践技巧,掌握这项强大的技术,推动社会的进步和创新。
人工智能如何“向善”
一段时间以来,以ChatGPT为代表的人工智能大模型搅动了全球人工智能技术发展的浪潮。从写代码到讲故事,从撰写文章到自动制作数据表格……人工智能正在给人类的工作、学习、生活带来诸多变化。
我们距离“无所不能”的通用人工智能还有多远?人工智能的发展带来哪些安全隐患和挑战?近日召开的2023北京智源大会上,来自全球的人工智能专家学者围绕相关话题展开探讨。
通用人工智能路途尚远
“想象一下,未来10年,通用人工智能(AGI)几乎在每一个领域都超过人类的专业知识,最终可能超过所有大型公司的总体生产力,这将提高人们的生活水平。”OpenAI首席执行官山姆·阿尔特曼展现了一幅人工智能的未来图景。
所谓AGI,是指能够像人类一样在各种领域进行智能任务的人工智能系统。这与目前人工智能应用只聚焦于特定任务或领域(如图像识别、语音识别、自然语言处理等)不同,对人工智能技术提出了更高要求。
“通用人工智能可以比人类更好、更快地学习和执行任务,包括人类无法处理的任务。由于机器在速度、内存、通信和带宽方面的巨大优势,未来通用人工智能几乎在所有领域都将远超人类的能力。”美国加州大学伯克利分校计算机科学教授斯图尔特·罗素说。
尽管人工智能已经有了“超越”人类的“时间表”,但在很多专家看来,目前的人工智能距离AGI还有不小的距离。
罗素认为,当下火热的大语言模型并不“理解世界”,只是通用人工智能的一块“拼图”——“我们并不了解如何将它与其他部分连接起来,甚至还有一些缺失的拼图还没有找到。”
北京智源人工智能研究院院长黄铁军指出,要实现通用人工智能,有3条技术路线:第一是大模型,通过海量高质量数据,让人工智能具备智能涌现能力;第二是具身智能,通过强化学习方法,训练出具身模型;第三是类脑智能,让机器达到或类似于人脑能力。
对于人工智能的发展,图灵奖得主、纽约大学教授杨立昆提出了“世界模型”的概念——人工智能系统可以通过这一模型理解世界的运转方式,并以最优化、成本最小的方式来行动。
加强安全治理领域国际合作
根据普华永道会计师事务所预测,到2030年,人工智能将创造15.7万亿美元的经济价值。人工智能为经济发展提供了重要机遇,但也引发了安全性方面的担忧和争议。
图灵奖得主、多伦多大学教授杰弗里·辛顿认为,目前的人工智能已经可以通过学习,掌握“欺骗”人类的方式。“一旦人工智能具备了‘欺骗’的能力,就有了‘控制’人类的能力。这样的超级智能可能会比预想中发生得更快。”
在通用人工智能时代到来之前,人工智能的安全风险主要来自于“人”。“我们不应该假设机器是公正的,因为机器可能会试图改变人类的行为。更准确地说,是机器的所有者想要改变其他人的行为。”图灵奖得主、中国科学院院士姚期智说,当前人工智能的发展处于重要窗口期,各国应共同合作,搭建人工智能的治理结构。
随着人工智能的本事越来越大,人工智能的“对齐”问题浮上水面。所谓“对齐”,即人工智能系统的目标要和人类的价值观与利益“对齐”,保持一致。
如何让人工智能与人类“对齐”?阿尔特曼认为,人们应当负责任地将人工智能应用到世界中,重视和管理好安全风险。他建议在人工智能技术研发过程中建立平等、统一的国际规范和标准,并通过国际合作,以可验证的方式建立人工智能系统安全开发的信任体系。
黄铁军认为,人工智能虽然会产生预料之外的新能力,但这并不意味着人类无法对人工智能进行管理。“如何管理人工智能这样一个创造性极强的系统,社会学、历史学等学科都能提供很好的借鉴意义。”
今年2月,中国在《全球安全倡议概念文件》中提出加强人工智能等新兴科技领域国际安全治理,预防和管控潜在安全风险。在此次智源大会上,专家学者积极评价中国在推动人工智能国际治理上的贡献。
阿尔特曼说,中国在人工智能领域拥有大量优秀的人才和产品系统,在人工智能的安全方面应发挥关键作用。
麻省理工学院人工智能与基础交互研究中心教授马克斯·泰格马克表示,中国在塑造全球人工智能议程上的能力日益增长,可以在人工智能安全治理领域发挥领导作用。
推动大模型共建共享
当下,全球人工智能领域的科技竞赛日趋白热化。2023中关村论坛上发布的《中国人工智能大模型地图研究报告》显示,全国已发布了79个参数在10亿规模以上的人工智能大模型。
从全球来看,中国和美国已发布的大模型数量超过全球总数的80%。中国自2020年起进入大模型快速发展期,在大模型方面已建立起涵盖理论方法和软硬件技术的体系化研发能力,形成了紧跟世界前沿的大模型技术群,涌现出多个具有行业影响力的预训练大模型。
在此次大会上,全面开源的智源“悟道3.0”系列大模型及算法正式发布。据了解,“悟道3.0”涵盖了一系列领先成果,包括“悟道·天鹰”(Aquila)语言大模型系列、天秤(FlagEval)开源大模型评测体系与开放平台,“悟道·视界”视觉大模型系列以及一系列多模态模型成果等。
黄铁军认为,人工智能大模型有3个特点:一是规模大;二是有“涌现性”,即能够产生预料之外的新能力;三是通用性,不限于解决专门问题或者专门领域。他表示,大模型不是任何一家机构或者一家公司垄断的技术,应当共建共享,推出一套智力社会所需的基础的算法体系。
(实习生张伟纳对本文亦有贡献)
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人工智能时代,什么不会被取代
说到人工智能,通常容易和流水线工作联系起来。
在没出现人工智能这个概念之前,机器替代人工一直存在。
人工智能的发展,加速了流水线工人被替代的可能性。
流水线工人为什么容易被机器取代,因为流水线工人做的是单一并且重复性工作,这恰恰是机器最擅长的,机器完成的准确率和效率也比人工高很多。
除了流水线工人,还有收费站收费员,银行信贷审核员,包括快递配送员和出租车司机等岗位,都在逐渐被机器所替代。
什么不会被替代?你真正的兴趣不会被替代,你能感受到自我的事情不会被替代,你能感受到人类自豪感的事情不会被替代,你能感受到自由的事情不会被替代。颇有感触。
人工智能再厉害,能被机器替代的岗位越来越多,但是每个人的兴趣和感受不会被替代。
科技再先进,机器再发达,都是依赖于人的设计。
人类再怎么提高人工智能水平,始终会留一道防线,那就是不能留有机会被机器人超越。
人区别于机器,是人有探索心和好奇心。
如果哪一天机器有了好奇心,那就是人完全被机器替代的开始。