一文看懂AI、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)

上天賜予人類驚人的學(xué)習(xí)能力。我們從出生開始就學(xué)習(xí)復(fù)雜的任務(wù)，如語言和圖像識別，之后在一生中以這種第一學(xué)習(xí)體驗(yàn)為基礎(chǔ)不斷進(jìn)行修正。之后，似乎自然而言的是，我們利用這種學(xué)習(xí)概念來積累知識，并能夠建立模型和預(yù)測結(jié)果，甚至將這種概念應(yīng)用于與計(jì)算機(jī)相關(guān)的程序和任務(wù)中。而這些涉及于上述計(jì)算過程中的技術(shù)，就是所謂的“人工智能”。

只是個(gè)游戲

20世紀(jì)90年代末，人工智能世界一個(gè)決定性時(shí)刻到來。在1996年，國際象棋大師加里·卡斯帕羅夫?qū)?zhàn)IBM公司的“深藍(lán)”計(jì)算機(jī)，以4－2獲勝。一年后，卡斯帕羅夫與深藍(lán)再次交手。這一次，深藍(lán)笑到最后。本次勝利令外界對人工智能的看法發(fā)生徹底轉(zhuǎn)變。象棋大師必須不斷進(jìn)行非常復(fù)雜的計(jì)算，考慮多種不同的走法以及相應(yīng)的策略。他們也可以自己進(jìn)行學(xué)習(xí)，并創(chuàng)出新奇的走法。如果能夠模仿這個(gè)過程，甚至將其應(yīng)用到象棋這樣的特別任務(wù)里，那將展露人工智能技術(shù)真正的潛力。

得益于上述成功，人工智能不斷發(fā)展，我們因而進(jìn)入了成熟和尖端階段。谷歌旗下的DeepMind公司使用深度學(xué)習(xí)算法。這些算法正是基于那種讓人類得以學(xué)習(xí)神經(jīng)通路或者網(wǎng)絡(luò)的想法。人工智能再一次被應(yīng)用到游戲中，以為自己正名。DeepMind采納了“人機(jī)對戰(zhàn)”的主意，這次挑戰(zhàn)的是非常復(fù)雜的圍棋游戲。DeepMind公司對該游戲的描述是“棋子位置數(shù)比宇宙中的原子數(shù)多”。因此，對人工智能技術(shù)來說這是完美的挑戰(zhàn)。DeepMind使用深度學(xué)習(xí)算法來訓(xùn)練自己如何應(yīng)對專業(yè)級棋手的走法。該公司開發(fā)的智能圍棋系統(tǒng)就是著名的AlphaGo，其對戰(zhàn)其他圍棋程序的勝率達(dá)到99．8％，并且在最近對戰(zhàn)圍棋專業(yè)選手李世石的比賽中取得5局4勝的好成績。

看起來這只是一個(gè)游戲，但事實(shí)上，它證明了這項(xiàng)技術(shù)，表明人工智能可以像人類一樣學(xué)習(xí)如何建立模型和預(yù)測結(jié)果。與李世石的比賽證明了計(jì)算機(jī)具有這種能力，現(xiàn)在人工智能技術(shù)正進(jìn)入一個(gè)成熟的階段，至此該項(xiàng)技術(shù)將被應(yīng)用于解決更為現(xiàn)實(shí)的問題。在AlphaGo獲得成功后，谷歌了解到這些技術(shù)的益處，并立即將AlphaGo技術(shù)整合到該公司基于“谷歌機(jī)器學(xué)習(xí)平臺”（Google Machine Learning Platfom）的云端。

人工智能世界里的一些定義

在這個(gè)章節(jié)，我們需要關(guān)注一下人工智能技術(shù)的一些術(shù)語和定義。

我們可以這樣去理解：深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的分支；機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的分支。

人工智能：這個(gè)一般術(shù)語用來描述一種由人類打造的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在解決問題時(shí)能夠達(dá)到類似人類的智商程度。它可能會（也可能不會）使用生物結(jié)構(gòu)作為其智能操作的潛在基礎(chǔ)。人工智能系統(tǒng)通常會經(jīng)過訓(xùn)練，并從中進(jìn)行學(xué)習(xí)。

機(jī)器學(xué)習(xí)：在上述我們用作舉例的人機(jī)對戰(zhàn)里，機(jī)器學(xué)習(xí)利用棋手棋譜進(jìn)行訓(xùn)練。通過學(xué)習(xí)棋手的走法和策略，該系統(tǒng)可以將非常龐大的數(shù)據(jù)集作為訓(xùn)練輸入，之后它們將這些數(shù)據(jù)集用來預(yù)測結(jié)果?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)的系統(tǒng)可以使用經(jīng)典和非經(jīng)典的算法。機(jī)器學(xué)習(xí)其中一個(gè)最為寶貴的方面是適應(yīng)能力。適應(yīng)性學(xué)習(xí)能提高預(yù)測的準(zhǔn)確度。反過來，這也能促進(jìn)處理所有可能性和組合并根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)來提供最優(yōu)結(jié)果。在游戲?qū)?zhàn)的情況里，這種學(xué)習(xí)幫助機(jī)器贏得更多比賽。

深度學(xué)習(xí)：這是機(jī)器學(xué)習(xí)的分支，是機(jī)器學(xué)習(xí)的一種實(shí)現(xiàn)方式。系統(tǒng)的類型學(xué)是非常重要的；在學(xué)習(xí)時(shí)，關(guān)鍵不是在于“大”，而在于表面區(qū)域或者深度。更復(fù)雜的問題可以由更多神經(jīng)元和層塊來解決。這個(gè)系統(tǒng)用于對系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，將已知的問題和答案應(yīng)用于解決任何給定的問題，這就創(chuàng)造了一個(gè)反饋回路。訓(xùn)練結(jié)果是一個(gè)加權(quán)結(jié)果，這種加權(quán)會傳遞給下一個(gè)神經(jīng)元來決定該神經(jīng)元的輸出——通過這種方式，它根據(jù)各種可能性建立起一個(gè)更為準(zhǔn)確的結(jié)果。

人工智能在現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用

我們已經(jīng)看到人工智能應(yīng)用于游戲中，那么在現(xiàn)實(shí)世界的商業(yè)應(yīng)用呢？人工智能現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于多種處理流程和系統(tǒng)中。

例如在法國IT巨頭Sopra Steria集團(tuán)，我們在銀行和能源等行業(yè)的解決方案中使用人工智能。我們整合了自然語言處理（Natural Language Processing）和來自IBM沃森或微軟Microsoft Cortana等合作伙伴解決方案的語音識別功能。自然語言處理、語音識別（以及在不久的將來，包括圖像識別）目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用和整合于多種應(yīng)用程序。例如，對于銀行業(yè)，文本和語音識別用于咨詢臺和客戶服務(wù)部門的資格認(rèn)證助理。 Siri和Google Now等語音及個(gè)人協(xié)助技術(shù)已經(jīng)將人工智能引領(lǐng)出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入到主流。這些助理使用人工智能和預(yù)測性分析來回答我們的問題并規(guī)劃我們的日程安排。Siri現(xiàn)在有了一個(gè)更加聰明的繼任者，名為VIV。它基于自主學(xué)習(xí)算法，其拓?fù)鋵W(xué)比Siri的線性路徑更加深入。VIV創(chuàng)造了一個(gè)能夠訪問多種任務(wù)的人工智能平臺，從而為開發(fā)者創(chuàng)造更多重大的機(jī)遇。谷歌最近也宣布對其備受贊譽(yù)的助理Google Now進(jìn)行類似改進(jìn)。

機(jī)器學(xué)習(xí)也被用于多個(gè)后端流程，例如獲得銀行貸款和抵押貸款等所需的評分。在銀行業(yè)里，可使用機(jī)器學(xué)習(xí)來提供產(chǎn)品的個(gè)性化，從而為銀行帶來競爭優(yōu)勢。

深度學(xué)習(xí)已經(jīng)應(yīng)用到更復(fù)雜的任務(wù)當(dāng)中，在這些任務(wù)里規(guī)則更為不明確也更加復(fù)雜。大數(shù)據(jù)時(shí)代將提供一些更有利于推動(dòng)使用深度學(xué)習(xí)的工具。我們可以看到深度學(xué)習(xí)應(yīng)用于任何與模式識別相關(guān)的東西中，例如面部識別系統(tǒng)、語音助手和用于防止詐騙的行為分析。

由于有這些更為復(fù)雜和更尖端的算法的幫助，人工智能正進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。這是下一個(gè)顛覆性的技術(shù)——Gartner很多關(guān)于2016年及以后的技術(shù)的預(yù)測都是基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)。人工智能抓住了那些不能解決的問題的關(guān)鍵——這些問題我們此前認(rèn)為只有人類才能解決。最終，甚至有一天像寫這篇文章這樣的工作，都可以由機(jī)器來完成。