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人工智能“成长”新方式,一个不仅IT巨头才能研究AI的时代?

2019年11月08日 21:14来源:未知手机版

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新的方式

最近几个月很多人都看到了现在有很多方法解决人工智能“大数据问题”从而带给人工智能巨大推动力,并且已经开始出现一些有趣的突破,可以让更多的公司和组织使用AI。

什么是大数据问题?通过获取足够多的数据来训练算法模型从而实现人工智能,目前来说这是最主流的开发AI技术的方式,它允许机器自己找到数据中的关系和模式。例如,在算法模型获取过许多猫的图像后,深度学习程序可以创建自己对“猫”构成的定义,并使用它来识别未来的图像为“猫”或“不是猫”。

没有“大数据”

深度学习算法通常需要数百万个训练样例才能完整的训练出可用的算法模型。但是,许多公司和组织无法访问或者拥有如此大型的带注释数据的缓存来训练他们的模型,获取数百万张猫的图片已经足够困难;如何获得数百万个正确注释的客户资料、或者考虑来自医疗保健领域,数以百万计的注释过的医学影像数据呢。最重要的是,在许多领域,数据分散,需要付出巨大的努力和资金来巩固和清理人工智能的数据。在其他领域,数据受隐私法和其他法规的约束,这可能使数据甚至无法传播出来。

这就是为什么人工智能研究人员在过去几年里一直面临着为深度学习的巨大数据需求找到变通方法的原因。这就是为什么最近几个月出现了很多有趣的解决方法。

混合AI模型

在人工智能六十年历史的很大一部分中,该领域的特点是象征性和联结性人工智能之间的竞争。象征主义者认为AI必须基于程序员编写的明确规则。连接主义者认为AI必须通过经验学习,这种方法在深度学习中使用。但最近,研究人员发现,通过结合连接主义和符号模型,他们可以创建一个需要极少的训练数据就可完成的AI系统。

在5月来自麻省理工学院和IBM的研究人员介绍了“神经符号概念学习者”,这是一种将基于规则的AI和神经网络结合在一起的AI模型。使用神经网络从图像中提取特征并组成一个结构化的信息表。然后,它使用经典的基于规则的程序来处理问题并根据这些符号解决问题。通过结合神经网络的学习能力和基于规则的AI的推理能力,可以用更少的数据适应新的设置和问题。研究人员测试了AI模型,这是一个图像识别的测试。在测试中,算法模型必须回答有关给定图片中包含的对象和元素的问题。纯粹基于神经网络的AI模型通常需要大量的训练样例来解决图像识别问题的准确性。但是,现在这种结合的方式能够用一小部分数据来掌握所有图像的规律从而进行新的图像识别。

少量学习和一次性学习

减少训练数据的传统方法是使用转移学习,采用预训练神经网络的过程并对其进行微调以完成新任务。例如,一种在数百万图像上训练的开源图像分类器,并通过使用特定于域的示例对其进行重新训练,将其重新用于新任务。转移学习减少了创建AI模型所需的培训数据量。但它可能仍需要数百个示例,调整过程需要大量的试验和错误。最近几个月,人工智能研究人员已经能够创造出能够用更少的例子训练新任务的技术。今年5月,三星的研究实验室推出了Talking Heads,这是一款可以进行少数镜头学习的面部动画AI模型。Talking Heads系统可以通过仅查看主体的几张图像来模拟以前看不见的人的肖像。在对面部的大型数据集进行训练之后,AI学习从新图像中识别和提取面部地标,并以自然方式操纵它们,而无需许多示例。

对抗网络

为了解决这个问题,许多研究人员正在从生成对抗网络(GAN)获得帮助,在2014年发明的一种技术.对抗网络将生成器和鉴别器神经网络相互对接以创建新数据。 对抗网络还可以帮助减少收集数据的的人力。国立台湾大学的研究人员最近创建了一个对抗网络,可以生成电子健康记录来训练AI模型。由于生成的EHR纯粹是合成的,因此使用它们来训练模型的AI工程师无需获得特殊许可。最近,德国吕贝克大学的研究人员介绍了一种使用对抗网络合成高质量医学图像如CT扫描和MRI的新方法。这种新技术具有更高的效率和低消耗的优点,这意味着它不需要大型AI实验室和大型科技公司可用的庞大计算资源。

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