人工智慧、機器學習、深度學習介紹
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深度學習(Deep Learning) ... 深度學習特別應用於視覺辨識、語音識別、自然語言處理、生物醫學等領域,取得非常好的效果。
人腦的重量大約一公斤多,結構 ...
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人工智慧、機器學習、深度學習介紹
林大貴
6月15,2017
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近年來人工智慧AI(ArtificialIntelligence)吸引大眾與媒體的目光,尤其AlphaGo成功的更加吸引了大量的關注,但其實AI早已進入你我的生活中,你的手機的語音助理、人臉識別、自動篩選有興趣的新聞、影音平台的每日推薦..等。
但是其實人工智慧才剛起步而已,未來人工智慧的應用,將會深入生活的每一個層面,也就是說未來是一個AI的時代。
人工智慧、機器學習、深度學習的關係:
人工智慧(ArtificialIntelligence)
「人工智慧」名詞最早開始於1950年代。
人工智慧的目標,希望能讓電腦像人類般思考與學習。
被視為工智慧之父的圖靈(AlanMathisonTuring),提出了有名的「圖靈測試」(TuringTesting):人類與機器透過電傳設備對話,如果人類無法根據這些對話過程,判斷對方是機器或人,就算通過圖靈測試,認定這台機器具有人工智慧。
1980年代約翰瑟爾(JohnSearle),提出對「人工智慧」分類方式:
強人工智慧(StrongAI):機器能具有與人類相同完整的認知能力。
弱人工智慧(WeakAI):機器不需要具有與人類相同完整的認知能力,只要設計得看起來像具有智慧就即可。
機器學習(MachineLearning)
機器應用相當廣泛,例如:推薦引擎、定向廣告、需求預測、垃圾郵件過濾、醫學診斷、自然語言處理、搜索引擎、詐騙偵測、證券分析、視覺辨識、語音識別、手寫識別等等。
機器學習是人工智慧的分支,機器學習是透過演算法,使用大量資料進行訓練,訓練完成後會產生模型。
未來當有新的資料,我們可以使用訓練產生的模型進行預測。
機器學習可分為:監督式學習(SupervisedLearning)、非監督式學習(UnsupervisedLearning)、增強式學習(UnsupervisedLearning)。
上圖可整理如下表格:
深度學習(DeepLearning)
深度學習又是機器學習的分支,深度學習是人工智慧中,成長最快的領域,深度學習模擬人類神經網絡的運作方式,常見的深度學習架構,如多層感知器(MultilayerPerceptron)、深度神經網路DNN(DeepNeuralNetwork)、卷積神經網路CNN(ConvolutionalNeuralNetwork)、遞迴神經網路RNN(RecurrentNeuralNetwork)。
深度學習特別應用於視覺辨識、語音識別、自然語言處理、生物醫學等領域,取得非常好的效果。
人腦的重量大約一公斤多,結構非常複雜,預估具有860億個神經元,以及超過100兆條的神經相連,形成的網絡比最先進的超級電腦還要強大。
但是因為人類神經網路太過複雜,為了方便以電腦模擬,將神經元分為多層次,來模擬神經網路。
通常會有1個輸入層、1個輸出層、隱藏層可以非常多層,所以稱為深度學習。
為何近年來人工智慧發展加速?
早在1960及1970年代,科學家就提出各式機器學習演算法。
然而受限於當時電腦的計算能力,及大量資料的取得不容易,機器學習一直都沒有很成功。
大數據BigData分散式儲存與運算
隨著全球設備、機器和系統的連接,產生了大量的數據。
再加上分散式儲存例如Hadoop、NoSQL等發展,提供了大量的資料,而且大量伺服器的平行運算功能例如Spark等,提供了龐大的運算能量。
大量資料與運算能力就像燃料,推動機器學習與深度學習加速發展。
GPU、TPU平行運算
GPU(graphicsprocessingunit)圖形處理器,原本用來處理畫面像素的運算,例如電玩畫面要的大量圖形運算。
CPU與GPU架構上有根本不同:CPU含有數顆核心,為循序處理進行最佳化,但是GPU可以達到,數千個小型而且高效率的核心,就可以發揮平行運算的強大功能。
深度學習以大量矩陣運算模擬神經元運作,矩陣運算的特性是,單一運算都很簡單,但是需要大量運算,特別適合平行運算。
GPU透過大量核心進行平行運算,可讓學習比CPU快10~75倍,讓資料訓練的時間,從數週縮短為數天。
而Google更在2016年宣布,研發人工智慧專屬晶片TPU(TensorProcessingUnit)平行運算,TPU是專為深度學習特定用途設計的特殊規格邏輯IC,用於深度學習訓練速度更快。
以上內容節錄自這本書,很適合DeepLearning深度學習入門初學者:
TensorFlow+Keras深度學習人工智慧實務應用
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1意見:
jack的由來2018年5月9日下午5:40林老師你好,我是老師的本書忠實粉絲,目前這邊想請問老師,因學校教學需要,故想引用老師本書圖片,這邊也想請示老師許可,感謝林老師。
後續也會加註參考此書圖片與推廣此本書。
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