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人工智能开发出的新篇章,未来将会怎样?

时间:2018-11-22 20:42:03      阅读:255      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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在2012年,加州的X Lab 用一千台计算机架成的 Brain,展现了前所未有的机器学习能力。研究者们准备了一千万张从 视频随机截图的静止画面给 Brain「观看」。研究者没有在系统中默认任何图像知识、也没有在图片上附加任何说明标签,就让机器自己发掘图库所隐含的规则。在三天的「观看」学习之后,Brain成功地将这些视频截图分成了三类:人脸、身体、还有──猫。能够区分出猫的图片,是 Brain的一大突破,也是这个研究结果的一大亮点(及笑点),但它的重要性绝不仅于此。它代表机器从此能够如同人类一样,在庞杂无尽的数据中自己找出潜在的抽象规则,而不需要他人的说明或指导。它也标示着人工智能(Artificial intelligence, AI)的新篇章:深度学习(deep learning)技术。
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深度学习
深度学习并不是研究者们凭空创造出来的运算技术,它是模仿神经网络的运算模式,以多节点、分层的运算来分析图片上的特征,最低层的节点们只计算每一个像素上的黑白对比,第二层的节点则根据第一层的资料、以连续的对比来分辨出线条与边界,随着层级越来越高、累积的计算信息越来越复杂,就可以对图片进行辨认与分类。以上述的 Brain为例,它的结构一共分为九层,模仿人类视神经的分层与功能,最终可以分辨出人脸、身体、与猫图片的决定性差异、并加以分类之。神经网络模式运算也不是刚被提出的新玩意。早在1980年代,研究者们已经开始着手进行相关研究,至今相关研究仍在学界占有一席之地。而随着软硬件的光速进步,这样的技术已经开始被应用在真实世界。2009年,Geoffrey Hinton以及他在多伦多大学的研究团队就以深度学习技术,开发出高准确度的语音辨认技术,能够正确地将口语转换成文字。而这样的技术已经被厂商采用,搭载在许多智能型手机之中。最为大众广为所知的手机虚拟助理,iPhone的Siri,便是仰赖深度学习技术,来辨认用户的语音指令。
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旧技术,新突破
而史丹佛大学的研究者 Andrew Ng,便是在同时间说服网络大厂公司,让他使用其公司的丰富资源来建立了 Brain。借助强劲的硬件与数据库,一举将深度运算技术推向新的纪元:发现潜在规则、自发性分类。这样的技术比语音转译还难上许多,主要是因为其成果已经脱离的单纯的数据对应转换,而进化成在大型数据库中找寻抽象分类与规则。也因此更接近人类的智能。除了 Brain 这样,因尖端科技公司出资赞助而在资源上占有绝对优势的深度学习系统,Andrew Ng 也研发出不需要一千台计算机就可以消化大量信息的系统。他表示,使用图形处理器 (graphics processing units, GPUs),就可以架设出功能类似、但成本更为低廉的运算系统来进行深度学习。在2012年,Geoffrey Hinton 的团队,就使用图形处理器架设了一个深度学习系统。知名网络图库 ImageNet 每年皆会举行一场图片辨认比赛,这个网站会提供约一百万张的标准化图片,并标上其分类,参赛者必须写出可以学到分类规则的语法,并用全新的照片测试之。Geoffrey Hinton 的深度学习系统使用同样的图库,可以展现比过去参赛系统高出约10%的正确率。这样的结果,让他被网络大厂聘请去提升图片搜寻的正确性。(部分詳細信息參考來源:[胜博发祈福 http://chiayuan.org.tw/]() )
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广泛的应用领域
除了图片分类或语音转译,深度学习还有更多的用途。例如,Geoffrey Hinton 的学生 George Dahl 就应用深度学习技术,打败了默克(Merck)药厂现行的系统,成功提高了对特定化学分子间反应的预测力,以便更有效率地找出有用的药物。他的团队藉由这个深度学习系统,提升了约15%的预测力,更获得了默克药厂悬赏的2万美金奖金。此外,麻省理工学院的 Sebastian Seung 也利用深度学习来分析脑部切片、以建立三维空间的脑图,以及神经束的走向。这样的系统除了更快以外,也节省了大量的人力。华盛顿大学的 William Stafford Noble 也应用深度学习系统来预测胺基酸链会组成如何的蛋白质、并可进一步预测此蛋白质的性状。而这两种应用的共同点都是其背后庞大的数据数量,以及深度学习所能提供的预测性。
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人工智能的未来
虽然深度学习已经被应用到尖端科学研究及日常生活当中,而网络大厂已经实际搭载在核心的搜寻功能之中。但其他知名的人工智能实验室,对于深度学习技术的反应并不一致。

例如艾伦人工智能中心的执行长 Oren Etzioni,就没有考虑将深度学习纳入当前开发中的人工智能系统中。该机构目前的研究是以小学程度的科学知识为目标,希望能开发出光是看学校的教科书,就能够轻松应付各类考试的智能程序。Oren Etzioni 以飞机为例,他表示,最成功的飞机设计都不是来自于模仿鸟的结构,所以脑神经的模拟并无法保证人工智能的实现,因此他们暂不考虑借用深度学习技术来开发这个系统。

现行的人工智能程序,基本上都是将大大小小的各种知识写成一句一句的陈述句,再灌进系统之中。当输入问题进去智能程序时,它就会搜寻本身的数据库,再选择出最佳或最近解。2011年时,IBM 有名的 Watson 智能计算机,便是使用这样的技术,在美国的电视益智节目中打败的人类的最强卫冕者。虽然过去都是使用传统式的手工输入知识,然而 Watson 团队现在也考虑将深度学习技术应用在部分的运算之中。IBM 的首席科技主管 Rob High 表示,他们现在已经在进行实验,检视深度学习能如何提高 Watson 辨认图片的能力。

虽然各家人工智能实验室对于深度学习技术的反应不一,但科技公司与计算机科学家们已经看中它的潜在获利能力。George Dahl 已经着手在寻找创立公司的可能性,而 Facebook 的人工智能部门也开始招募相关领域的研究者。Andrew Ng 表示,深度学习的系统会随着数据库越庞大,而变得更有效率。当硬件与网络的不断进化、各种影音数据急速累积,深度学习技术将会吸引更多研究者发展它的各种可能性。George Dahl也表示,深度学习还尚在襁褓之中、才开刚始发展,他预期,这个技术将是未来的一大趋势。

人工智能开发出的新篇章,未来将会怎样?

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