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揭秘AI：看懂人工智能的核心原理和算法

發(fā)布時(shí)間：2024-08-29 10:57:59 瀏覽量：212次

自從ChatGPT橫空出世，AI這個(gè)新事物輕而易舉地攻破了人們的心防。先是一些原畫師下崗，動(dòng)漫公司用AI創(chuàng)作漫畫，速度更快，需要的人工更少；后來引發(fā)到辦公領(lǐng)域，輸入少少幾句話，片刻之間，AI就能做出一個(gè)品質(zhì)相當(dāng)不錯(cuò)的PPT；告訴它你的要求，它可以短短幾分鐘就能完成論文、文章；有人用AI寫小說，做小說插圖，效率、質(zhì)量有了新奇也有了，省下多少腦細(xì)胞和寶貴的時(shí)間；還有人開班，教人訓(xùn)練AI，怎樣讓它更聽話，更細(xì)致地領(lǐng)會(huì)到主人的指令，更高效地為我們服務(wù)。

AI為什么這么強(qiáng)大？發(fā)展的如此之快？

清華大學(xué)出版社出版的《人工智能》一書，在介紹人工智能相關(guān)的基礎(chǔ)概念時(shí)，著重介紹了AI的核心原理與算法，還深入地對(duì)AI的研究成果進(jìn)行了分析和說明。

1、機(jī)器學(xué)習(xí)

AI并不是才出現(xiàn)的新事物。早在1950年，阿蘭.圖靈在論文《計(jì)算機(jī)與智能》中提出了“圖靈測(cè)試”，給出智能的定義；1956年，達(dá)特茅斯學(xué)院的學(xué)者們正式提出了人工智能的概念；從人工智能提出至今，科學(xué)家們從未間斷對(duì)人工智能的研究和探索。

人工智能擁有強(qiáng)大的搜索能力。擊敗前象棋冠軍卡斯帕羅夫的深藍(lán)、自動(dòng)駕駛和導(dǎo)航路徑規(guī)劃、機(jī)器人聽取指令抓取信息完成繪畫或文章，都是一次次搜索。搜索的過程和原理，基于函數(shù)的計(jì)算、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述等。我們常用的智能搜索，包括盲目搜索、啟發(fā)式搜索、局部搜索和對(duì)抗搜索，基于四類基礎(chǔ)算法之上。

人工智能有很強(qiáng)大的學(xué)習(xí)力。使用過AI的人都知道，一開始輸入指令，它回答的總有些死板，詞不達(dá)意，畫出來的畫不過是一些元素的拼湊?？墒?，只要給它經(jīng)常練習(xí)的機(jī)會(huì)，它的作品就越來越接近你想要的。每一次搜索，對(duì)于AI來說，都是一次數(shù)據(jù)的重組和創(chuàng)建，收集的數(shù)據(jù)越多，它就越“聰明”。

它自帶監(jiān)督學(xué)習(xí)的框架，不斷學(xué)習(xí)算法，積累出大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和測(cè)試數(shù)據(jù)集，經(jīng)過算法調(diào)優(yōu)，它會(huì)服務(wù)的越來越貼心。

2、機(jī)器預(yù)測(cè)

不知大家發(fā)現(xiàn)了沒有，天氣預(yù)報(bào)越來越準(zhǔn)了。曾經(jīng)人們喜歡開玩笑“天氣預(yù)報(bào)從來沒準(zhǔn)過”，可現(xiàn)在，有人工智能模型的幫助，經(jīng)過大量精密的數(shù)據(jù)計(jì)算，一個(gè)地區(qū)近期是晴朗還是降雨，都能預(yù)測(cè)得十分精準(zhǔn)。

機(jī)器采集數(shù)據(jù)，收集大量的文本、聲音、視頻等，許多線性回歸函數(shù)疊加，得到深度線性網(wǎng)絡(luò)，也就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最簡(jiǎn)單形式；在網(wǎng)絡(luò)中增加非線性元素，就得到比線性回歸更復(fù)雜的矩陣模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)成為廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺的基本方法，還可以用來判斷人的心理健康程度，計(jì)算人的長(zhǎng)胖概率。通過搜集到的某地區(qū)天氣數(shù)據(jù)，推斷出某地區(qū)的精確天氣，并非難事。

3、機(jī)器識(shí)別

人類天生有著看世界的能力，而人工智能的視覺系統(tǒng)，通過計(jì)算去理解圖像，通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別圖像，擁有視覺感知。

圖像是光線與物理世界中的物體作用之后的平面投影。圖像形成的過程叫前向模型，人的視覺和計(jì)算機(jī)視覺都是求解這個(gè)前向模型的逆，也就是識(shí)別圖像中的物體的位置、運(yùn)動(dòng)和場(chǎng)景語義信息等。準(zhǔn)確描述圖像算法的輸入、形成數(shù)字圖像，就是包含大量的像素。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)圖像進(jìn)行卷積和最大池化操作，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而準(zhǔn)確識(shí)別物體。

在戶外看到不知名的花朵，可以用手機(jī)識(shí)別；進(jìn)出門禁，面部識(shí)別；自動(dòng)駕駛的廣泛運(yùn)用，也需要機(jī)器人的視覺識(shí)別，去掃描復(fù)雜的道路環(huán)境。

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，人工智能還可以建構(gòu)復(fù)雜的語言模型，進(jìn)行快速翻譯。

《人工智能》這本書精選了人工智能搜索、機(jī)器學(xué)習(xí)、線性回歸、決策樹、集成學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理以及強(qiáng)化學(xué)習(xí)等9個(gè)核心方向，教授們對(duì)其具體的算法進(jìn)行了詳細(xì)的講解。原理奠定在函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、概率論等高等數(shù)學(xué)知識(shí)和算法，閱讀還是需要一定的門檻。但是，如果不懂步驟的計(jì)算，看文字說明，也是能看懂人工智能原理的，不用擔(dān)心。

如果是對(duì)人工智能感興趣的學(xué)生，就更適合了。每一章節(jié)后面，都有相應(yīng)的問題和練習(xí)，可以試著解答。

就如書中介紹所說，這本書“可以作為人工智能本科生的教材，也可以作為人工智能入門參考書”。

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