2022-02-23
AI小編
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人工智慧到底有多聰明?除了可以下棋,還可以認識貓,還可以像人類一樣不停的學習嗎?話說類神經網路是怎麼發明出來?真的可以比人腦厲害嗎?深度學習又是怎麼一回事? 本集將進一步探討人工智慧發展「由下而上」的概念,並透過四個度—速度、維度、粒度和強度來探討「深度學習」對人工智慧快速進展的重要意義。 ● 人類是怎麼學的?「由下而上」的概念 ● 類神經網路的發展與瓶頸 ● 類神經網路的突破—深度學習 ● 深度學習的意義—四個度
上次我們談到人工智慧的發展,一種看起來是「由上往下」,可以把人類的知識、經驗等等能力,建構出來,模型化之後,變成AI系統,這種AI系統表現可以很好,因為具備人過去的經驗跟能力。
但是,人的經驗跟能力某種程度卻侷限這個軟體。因為我會什麼,然後我教它,它會了;但是假如它的學習能力不強,它的進化速度就會很慢。這是一個抽象的講法,我把它叫做「由上而下」的概念。
在那個年代,「由上而下」的技術還是具備學習的能力,只不過這種學習的方式跟我們今天在談的、最先進的這種「深度學習」,方向就開始有點不同。
所以,我們就把上次談的AlphaGo,新一代,這種劃分當然不是很精準,從學術的講法也不是十分精準,不過,比較容易瞭解,我把它叫做「由下而上」的概念。我們並沒有特別去強調「由下往上」到底不同在哪裡?
想像一下,假如我們像是一個小孩子,從來沒有看過貓,但是可能見過狗。你可能會辨識出牠可能長得不像狗,可是牠有點像,因為牠們很多特徵是一致,有四肢腳、有尾巴、有耳朵,眼睛大大的,看起來很可愛,但是就是不一樣。
人類是怎麼學的?從科學家們來講,有個叫brain model,試圖探討人類的大腦為什麼會去學習?到今天的理解,人是有個神經元,神經元之間的網絡串起來之後,可以慢慢的在這些神經元裡面,逐步的記憶裡面,形成對一些事情的認知。
這樣的話,我們人類就可以看過,即使那個東西過去從來沒有見過、也沒有用過,還是可以嘗試透過學習,就具備了解的能力。大致上來講,我就把它叫做「由下而上」的概念。
過去電腦在系統、軟體和技術上,沒有人這樣想過。嚴格來講,最早一定有人提出這樣的概念,推到上個世紀,差不多在一九四幾年的時候,兩位數學家就提出一個新的概念,一位叫做麥卡洛克(McCulloch),一位叫做披次(Pitts),他們合寫一篇論文,就提出能不能用數學的方式,來描述所謂「人的神經元」。神經元,英文叫neural,我們可以讓一個神經元來做計算。
這個概念也並不是憑空從天上掉下來的,而是早在1940年代就有人提出了這樣的數學想法;不過真正寫成一個可以用的系統—神經網路(neural networks),也到了1965年,由俄羅斯的數學家叫做Alexey Ivakhnenko,他把神經網路給做出來。想像一下,1965年的計算機還沒有非常強大,就開始往那個方向。
另外一派的科學家、數學家開始「由下而上」在思考這個問題,我把這個叫做「由下而上」;就是透過很多神經元的思維,成千上萬的神經元,足夠成一個網路,之後透過你給它足夠的數據,就可以自己學習;這樣的概念就把它取名叫做「類神經網路」,因為它並不是我們真正大腦裡面的神經網路。
類神經網路一路發展,到1990年代,碰到了瓶頸。因為我們能夠解的問題,學習的問題,只在少數的一些神經元;少數的幾層的神經元要做好這些事情,還是有它的限制,它還需要大量的計算。
計算機跟互聯網在上個世紀、以及近一、二十年來發展,速度真的是超快,所以今天談到計算問題、資源不足的問題,已獲得解決。這種模仿人類神經元的概念,變得非常可行的。
這一路的發展,跨過了21世紀,在2006年,「深度學習」這個詞就被提出來;「深度學習」是由Hinton,一位電腦科學家所提出來。正式出現在神經網路之下,可以變得更多層級的一層一層神經元,把它串構成一個更大、更複雜,越來越接近人腦的一種神經網路,所以這個詞就叫做「深度學習」。
深度學習出現之後,發展的速度就更快了。這裡面有幾個比較有趣的例子,比如在2010~2012年這個階段, Google就串聯成千上萬台的電腦,通過互聯網,想要去訓練這種深度學習的網路,可不可以去認識貓?他們結合很多YouTube貓的短片,然後用它來結合成千上萬台的電腦,由它們去學,最終變成一個很有趣的題目,Google就做出了一個可以認識貓的神經網路出來。(本文未完)
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