第一章 人工智能与人工智能技术概述
1.人工智能(Artificial Intelligence,AI)
1.是利用数字计算机或者由数字计算机控制的机器,模拟、延伸和扩展人类的智能,感知环境、获取知识并使用知识获取最佳结果的理论、方法、技术和应用系统。
1. 1943年,提出人工神经网络(McCulloch & Pitts)
2. 1956年,在达特茅斯会议上提出人工智能的概念,标志着人工智能的诞生
3. 2011年,智能问答系统Watson,IBM
4. 2019年,AlphaGo击败世界围棋冠军
1. 第一次热潮:1956-1976年,也可写为20世纪50~60年代
2. 第二次热潮:1976~2006年
3. 第三次热潮:2006~现在
1. 根据人工智能所表现的智能性可分为:
n 弱人工智能
u 不具备人类意识,只能完成单一任务,如人脸识别、网络搜索、语音助手。(现阶段)
n 强人工智能
u 具备人类意识,思考,计划,解决问题的能力,目前尚未实现
n 超人工智能
u 在大多数领域比人更聪明,包括科学,创新,通识和社交技能
1. 人工智能未来挑战有:持续学习、可解读的决策、鲁棒决策、保密数据上的共享学习
1. 人工智能未来展望:更强的算力、更优的算法、更多的数据
1.机器学习是在没有明确编码条件下,使计算机具有学习的能力。
2.从广义上讲,机器学习就是一种能够赋予机器学习的能力,让机器完成直接编程无法完成的功能的方法
3.从实践上讲,机器学习就是一种利用数据,训练出模型,然后使用模型预测的一种方法
1. 机器学习算法:一系列规则和统计技术,从数据中学习得到特征模式
2. 机器学习模型:由机器学习算法训练得到的模型
3. 自变量:一组特征数据,用来预测模型输出值
4. 因变量:受自变量影响,由自变量通过模型得到的输出值
5. 训练集:训练机器学习模型所使用的数据集
6. 测试集:评价机器学习模型所使用的数据集
1. 无监督学习:从无标签信息的训练数据集中推断出结论的机器学习任务,包含异常值检测和聚类分析
2. 有监督学习:根据被标签化的训练数据集,推导预测函数的机器学习任务,包含回归分析和分类分析
3. 增强学习:将智能体(Agent)置于环境中,通过环境的反馈(包括奖赏和惩罚)进行学习,使得智慧体的累计收益最大,多应用于游戏和机器人上
1. 迁移学习是将先前领域/任务中所学习到的知识应用于新的领域/任务中
1.迁移学习可以按照两种学习方法划分:
1. 深度学习是以人工神经网络为架构,通过多层非线性变换对数据、资料进行表征学习的算法。人工智能、机器学习、深度学习为依次包含关系
1. 深度学习的常用框架及其特点为:
n TensorFlow
u 由谷歌2015年发布,2017年发布1.0版,2019年发布2.0版
u 用TensorBoard进行可视化
u 可移植性
u 多语言支持
u 活跃度高
u 应用广泛,搜索、翻译、地图、邮箱
n Caffe
u 由伯克利大学人工智能研究小组和伯克利视觉和学习中心开发
u 最早的深度学习开源框架,完全公开所有代码,算法及细节
u 社区影响大,需要编译安装,相关接口支持Python,MATLAB、支持CPU,GPU加速
n Pytorch
u 基于Torch(2002年发布)框架,用Python封装和重构,2016年由Facebook发布
u 简洁灵活、自动求导、GPU加速、使用Python语言、学习成本低
n MxNet
u 在caffe基础上,支持命令和符号编程的多语言开源深度学习框架
u 可自动并行化操作、内存效率高、简洁灵活、支持多语言、GPU加速、分布式
n Keras
u 使用Python语言的多层神经网络API,后端支持Tensorflow、mxnet等其他深度学习框架
u 代码无需修改可同时在CPU和GPU运行、学习成本低、高度模块化、支持快速试验
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