基本概念:人工智能,机器学习,深度学习,强化学习的区别和简介_机器学习强化学习深度学习的区别

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人工智能(Artificial Intelligence)是最早提出的一个专有名词,早在50多年前就有几个计算机科学家提出了人工智能的概念,希望可以制造出可以和人类拥有类似智慧的机器.几十年来这个概念被不断的扩散至各行各业.当然也就带来了各种滥用,一些带了些许自动化算法的软件也被称为人工智能.而通常人们心中的人工智能是美国大片终结者里面的存在.或者至少是钢铁侠盔甲级别的存在才叫人工智能.而目前业界的真实的人工智能还处于早期人工智能阶段,或者叫做弱人工智能,终结者这样的机器人应该才算强人工智能.不过目前离这个目标还有些遥远.人工智能往往结合着制造业,因此说人工智能的时候往往会说机器人.笔者目前在西湖大学的实验中心就是西湖大学人工智能与机器人中心.将人工智能结合机械臂,仿生机器人,纳米机器人甚至是无人机等均属于人工智能与制造业结合的产物.

机器学习(Machine Learning)是实现人工智能的一种手段.也是目前被认为比较有效的实现人工智能的手段.目前在业界使用机器学习比较突出的领域很多,例如计算机视觉,自然语言处理,推荐系统,文本分类等,大家生活中经常用到的比如高速上ETC的车牌识别,苹果手机上的Siri,看今日头条时给你推荐的新闻,再比如大家用天猫买东西看评论的时候的评价描述

可以看到通过机器学习的算法,在8W多条评价中筛选出关键词,红色的是正面的评价,绿色的是反面的评价,这些都是通过语义分析算法归类得出的.机器学习本质上是通过数学算法来解析数据的规律,学习相关的规律并且用来预测和决策.机器学习主要分为监督学习,无监督学习和半监督学习三种.从算法上来说有贝叶斯分类,决策树,线性回归,决策树和随机森林,主成分分析,流行学习,k-means聚类,高斯混合模型等等.

深度学习(Deep Learning)是一种机器学习的技术,由于深度学习在现代机器学习中的比重和价值非常巨大,因此常常将深度学习单独拿出来说.最初的深度学习网络是利用神经网络来解决特征层分布的一种学习过程.通常我们了解的DNN(深度神经网络),CNN(卷积神经网络),RNN(循环神经网络),LSTM(长短期记忆网络)都是隶属于深度学习的范畴.也是现代机器学习最常用的一些手段.通过这些手段,深度学习在视觉识别,语音识别,自然语言处理(NLP)等领域取得了使用传统机器学习算法所无法取得的成就.

强化学习(Reinforcement Learning),又称再励学习或者评价学习.也是机器学习的技术之一.所谓强化学习就是智能系统从环境到行为映射的学习，以使奖励信号(强化信号)函数值最大,由于外部给出的信息很少,强化学习系统必须依靠自身的经历进行自我学习.通过这种学习获取知识,改进行动方案以适应环境.强化学习最关键的三个因素是状态,行为和环境奖励.关于强化学习和深度学习的实例,最典型的莫过于谷歌的AlphaGo和AlphaZero两位了,前者通过深度学习中的深度卷积神经网络,在训练了大约三千万组人类的下棋数据,无数度电的情况下才搞出来的模型,而后者使用强化学习的方式,通过自己和自己下棋的方式搞出来的模型.而最终的实验结果也很让人震撼.AlphaGo干败了人类围棋顶尖高手,而AlphaZero干败了AlphaGo.