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AlphaGo 戰(zhàn)勝人類冠軍,人工智能再次成為世界焦點(diǎn)。由于棋類游戲通常被認(rèn)為是 人類智慧的濃縮,可作為檢驗(yàn)智力程度的試金石,AlphaGo 戰(zhàn)勝曾獲得世界冠軍的人類 九段圍棋高手李世石,是歷史上第一次機(jī)器在最高難度的棋類項(xiàng)目——圍棋上戰(zhàn)勝了人 類,繼 IBM 超級(jí)計(jì)算機(jī)深藍(lán)后,人工智能再次成為世界焦點(diǎn)。
AlphaGo 核心系統(tǒng)主要為值網(wǎng)絡(luò)、策略網(wǎng)絡(luò)、蒙特卡洛搜索樹等,其使用蒙特卡洛 樹搜索(Monte Carlo tree search),借助值網(wǎng)絡(luò)(value network)與策略網(wǎng)絡(luò)(policy network)兩種深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過值網(wǎng)絡(luò)來評(píng)估大量選點(diǎn),策略網(wǎng)絡(luò)選擇落點(diǎn)。
人工智能發(fā)展歷史和理論派別
1956 年在 Dartmouth 會(huì)議上,第一次提出了“人工智能”這個(gè)詞,至今為止已有 60 年,今天的技術(shù)井噴來源于六十多年的持續(xù)前進(jìn)。
人工智能簡(jiǎn)單講即是由機(jī)器來仿真或模擬人智能的系統(tǒng),其研究包含了推理、規(guī)劃、 學(xué)習(xí)、交流、感知、移動(dòng)、操作等,目前對(duì)其智能級(jí)別歸納為感知、決策、反饋三個(gè)層 次。
一、人工智能發(fā)展歷史分析
繼潛水艇、汽車、飛機(jī)等模仿生物的發(fā)明誕生后,人類開始研究模仿大腦思維運(yùn)作 的機(jī)器——即計(jì)算機(jī),而計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展促成了人工智能。1950 年,阿蘭.圖靈以“圖 靈測(cè)試”來判定計(jì)算機(jī)是否智能,即如果一個(gè)機(jī)器能夠與人類對(duì)話而不被發(fā)現(xiàn)是機(jī)器身 份,那么這個(gè)機(jī)器具備智能。
人工智能第一次浪潮在 1956 年—1974 年,達(dá)特茅斯會(huì)議推動(dòng)了第一次人工智能浪 潮出現(xiàn),當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了增強(qiáng)學(xué)習(xí)的雛形、第一個(gè)計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)—感知器(深度學(xué)習(xí)模型)、 第一個(gè)能夠模擬人活動(dòng)的機(jī)器人 Robot C。
20 世紀(jì) 70 年代末,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)由于理論缺失和計(jì)算機(jī)有限的內(nèi)存及處理速度, 發(fā)展陷入低潮期。直到 20 世紀(jì) 80 年代中期,MLP(多層感知器)、ID3 算法(決策樹算 法)等各種算法的提出并應(yīng)用到實(shí)際,機(jī)器學(xué)習(xí)開始復(fù)蘇。
第二次浪潮在 1990s-2000s, 新理論、新理念、摩爾定律都使 AI 迎來曙光。
進(jìn)入二十一世紀(jì),至今人工智能迎來第三次浪潮,機(jī)器學(xué)習(xí)大大放光芒。2006 年, 機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的泰斗 Hinton 和他的學(xué)生 Salakhutdinov在《 Scince》上 發(fā)表了一篇文章, 開啟了深度學(xué)習(xí)的熱潮。前期監(jiān)督深度學(xué)習(xí)算法的理論研究和工程化的成熟,計(jì)算機(jī)運(yùn) 算能力大幅提升,云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)融合推動(dòng)了人工智能加速發(fā)展。
當(dāng)前,人工智能已在眾多方面取得了突破性進(jìn)展:機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)入增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法階段 (從任意初始狀態(tài)開始,機(jī)器與外部環(huán)境持續(xù)交互,通過不斷試錯(cuò)和累積回報(bào)來“學(xué)習(xí)” 最佳策略)、機(jī)器語音識(shí)別形成產(chǎn)業(yè)鏈、視覺識(shí)別逼近奇點(diǎn)、情感算法進(jìn)入新階段、神經(jīng) 元芯片取得關(guān)鍵性成功等。
相關(guān)報(bào)告:智研咨詢發(fā)布的《2017-2022年中國人工智能市場(chǎng)分析預(yù)測(cè)及發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》
二、人工智能三大理論派別
人工智能理論領(lǐng)域呈現(xiàn)三足鼎立的局面,分別為聯(lián)結(jié)主義、符號(hào)主義、行為主義。 符號(hào)主義注重人腦的抽象思維特性,聯(lián)結(jié)主義講究模仿人的形象思維特性,行為主義強(qiáng) 調(diào)人類智能的行為特性及其進(jìn)化過程,三大學(xué)派各有所長。
人工智能三大理論派別
目前發(fā)展最火的是深度學(xué)習(xí),深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),屬于聯(lián)結(jié)主義;符號(hào)主義代表成就是 上個(gè)世紀(jì)的專家系統(tǒng),機(jī)器人控制則屬于行為主義的領(lǐng)域。
人工智能感知、計(jì)算、學(xué)習(xí)技術(shù)變革
人工智能致力于用機(jī)器模擬人類行為,實(shí)現(xiàn)人類智慧才能實(shí)現(xiàn)的事情。人類的發(fā)展 在其一步步通過工具拓展自身,人工智能的發(fā)展亦是如此
2020 年有 500 億個(gè)連接設(shè)備
全球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)傳感器市場(chǎng)
二、云計(jì)算和大規(guī)模 GPU 并行計(jì)算是深度學(xué)習(xí)進(jìn)一步發(fā)展的運(yùn)算能力基礎(chǔ)。
人工智能進(jìn)行深度學(xué)習(xí)需要將數(shù)以萬計(jì)的圖片、聲音視頻收集存儲(chǔ)起來,收集數(shù)據(jù)、 查詢數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的數(shù)億次運(yùn)作需要強(qiáng)大的計(jì)算能力。
云計(jì)算以整合、共享和動(dòng)態(tài)的硬件設(shè)備供應(yīng)來實(shí)現(xiàn) IT 投資的利用率最大化, GPU、 TPU 的加入,讓人工智能享受了計(jì)算性能的大步提升。
從 CPU 計(jì)算,到 GPU(Graphic Processing Unit)、 FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可變成門陣列)、TPU (Tensor Processing Unit)等超速處理硬件發(fā)展起來后,硬件密集計(jì)算能力升級(jí)換代。
CPU 遵循馮諾依曼架構(gòu),核心是存儲(chǔ)程序,順序執(zhí)行,在更大規(guī)模和更快速度的運(yùn) 行上效率不高。
GPU 內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制相對(duì)較為簡(jiǎn)單,對(duì) cache 需求較少,可針對(duì)密集的、高并行的計(jì) 算,其單位面積擁有的處理單元更高,更擅長圖像并行計(jì)算。
FPGA 是一種半定制集成電路,通過可編輯的連接,可以將 FPGA 內(nèi)部的邏輯塊連接 起來,其運(yùn)行速度相對(duì)較慢,但是成本較低。
TPU(Tensor Processing Unit)微軟為機(jī)器學(xué)習(xí)定制的芯片,效能更高,已應(yīng)用在 “google 街景”提高地圖與導(dǎo)航的準(zhǔn)確性以及 AlphaGo 的硬件平臺(tái),未來將應(yīng)用在更多 人工智能平臺(tái)上。
三、按照機(jī)器學(xué)習(xí)模型的層次結(jié)構(gòu)可分為淺層學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)。
淺層學(xué)習(xí)模型包含不超過一層或兩層的非線性特征變換,包括獲取數(shù)據(jù)、特征表達(dá) 和機(jī)器學(xué)習(xí)部分。深度學(xué)習(xí)對(duì)疊多個(gè)層次,其特征學(xué)習(xí)能力更為優(yōu)異,通過構(gòu)建具有很多隱層的機(jī)器學(xué)習(xí)模型和海量的訓(xùn)練數(shù)據(jù),學(xué)習(xí)更有用的特征。
淺層學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)區(qū)別
淺層學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)區(qū)別
面對(duì)海量數(shù)據(jù),深度學(xué)習(xí)算法區(qū)別于傳統(tǒng)算法的標(biāo)記學(xué)習(xí)和有監(jiān)督學(xué)習(xí)(即必須人 為干預(yù)對(duì)樣本進(jìn)行標(biāo)注才能讓機(jī)器學(xué)會(huì)如何識(shí)別特定對(duì)象),采用從未標(biāo)記的數(shù)據(jù)開始學(xué) 習(xí),通過訓(xùn)練自行掌握概念,最后輸出結(jié)果隨著數(shù)據(jù)處理量的增加而更加準(zhǔn)確。深度學(xué) 習(xí)能讓機(jī)器具備自主學(xué)習(xí)的能力,從而真正意義上引爆了機(jī)器學(xué)習(xí)的浪潮。
產(chǎn)業(yè)鏈完備,期待商業(yè)價(jià)值落地
AI 產(chǎn)業(yè)層鏈可分為基礎(chǔ)層、技術(shù)層、行業(yè)應(yīng)用層。
基礎(chǔ)層包括芯片、傳感器、存儲(chǔ)設(shè)備等硬件及大數(shù)據(jù)資源;技術(shù)層包括機(jī)器學(xué)習(xí)、 自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺等;應(yīng)用層主要分布在金融、醫(yī)療、安防、教育等領(lǐng)域。
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