人工智能 -机器学习 (2)

知识就是信息中的模式(pattern),模式识别(人工智能研究的上游),模式是什么:信息或对象之间的稳定的关联关系。比如三角形中三条边的关系,语言中的语法(不同词汇之间的关系),物理定律(不同物理变量之间的关系)

当你在进行决策时,你是对自己脑中的模式进行处理,脑中的模式(世界观)反应了客观世界,也就是你的认知水平,其决定了你的决策水平。

学习就是归纳模式的过程(为什么模式识别这么重要?)

2.思考即学习

什么是模型?模型就是对模式的猜测。模型不是算法,算法基于模型

整个科学研究都在寻找模式,1.确定你的研究目标,2.搜集数据(实验),3.猜测模型(尽量贴合实验结果,大部分情况得先猜测一个),4.根据数据将模型尽可能确定下来

机器学习就是将科研自动化

机器学习的基本框架

1.一系列可能函数(模型)2.选出***的函数3.训练数据

有监督学习:标记数据需要大量人工,很多时候没有相关的知识(目前***的模型基本是有监督模型,中国的人口优势使得其可能成为人工智能强国)

无监督学习:模型自己总结出类别(一开始没有类别,类别本身也是一种知识)

半监督学习:模型需根据标注数据完善未标注数据

强化学习:间接“标记”,给很多步一个评价,比如棋局的输赢,训练猫狗(在一系列动作后给予反馈),强化学习是一个反复的过程,有监督学习一次就可以学完,给予少量数据形成模型,用模型输出然后得到反馈,然后不断对模型进行修改强化。

基于规则的模型:由人定义特征及其与输出之间的关系

基于统计的模型:人定义特征,由模型确定特征与输出之间的关系(特征非常重要:灌水论文,随便选特征看效果;工业领域蒙特征很重要,《特征工程》)

更智能一点?

深度学习模型:端到端模型,数据到数据;不用定义特征,其可以自动发现特征(我们自己的认知可能会有缺陷),模型确定原始数据与输出之间的关系

为什么深度学习这么厉害?

深度学习可以自己发现特征,其采用多层人工神经网络,深度深在层次上,广度和深度那个更好?越深越能发现复杂的特征(尽管其计算代价很大,有过拟合的风险)

人工智能的一些重要问题 深度学习这么厉害,我们可以一劳永逸吗?不行

人工标记(劳动密集型),人工选特征(很难),选模型(很难,一半靠蒙)

什么是好的模型? 泛化能力&性能

好的模型就是再泛化能力与性能之间寻求一个平衡

太极阴阳,工程图纸

太极阴阳:描述性十分强,泛化能力强,但精确度与可计算性十分差 欠拟合模型

工程图纸:泛化能力差,描述性差,具体可计算 过拟合模型

再比如大学中的哲学类课程提供了欠拟合模型,过细的专业课则是过拟合模型,我们要想构建更好的认识世界的模型(世界观),还得自学大量的知识

模型的复杂度越高,越容易过拟合(ppt上图片十分重要),太简单或太复杂都不可以,机器学习的技巧性就体现在找***VC维,使得模型在泛化能力与性能之间达到一个平衡

 

为了避免过拟合,就有了开发集这一概念

数据集:训练集,测试集(使用次数越少越好),开发集(使用次数不限)

模型训练中使用开发集做评估,其使用的次数不限,但在模型投入应用前,要用测试集进行一次评估,测试集的评估结果大概率能反映模型的真实水平,因为对测试集的使用次数做了限制,所以模型在测试集上出现过拟合的概率很小。

另外一种方法是大家共同维护一个数据集用于测试,即公共数据集

公共数据集的代表性,质量比较高;不同的模型比较也更加公平

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