一颤难、為什么機(jī)器學(xué)習(xí)重要
作者：Vishal Maini
譯者：飛龍
協(xié)議：CC BY-NC-SA 4.0
簡單斋枢、純中文的解釋，輔以數(shù)學(xué)玄货、代碼和真實(shí)世界的示例
誰應(yīng)該閱讀它
- 想盡快趕上機(jī)器學(xué)習(xí)潮流的技術(shù)人員
- 想要入門機(jī)器學(xué)習(xí)，并愿意了解技術(shù)概念的非技術(shù)人員
- 好奇機(jī)器如何思考的任何人
本指南旨在讓任何人訪問悼泌。將討論概率松捉，統(tǒng)計(jì)學(xué)，程序設(shè)計(jì)馆里，線性代數(shù)和微積分的基本概念隘世，但從本系列中學(xué)到東西凳谦，不需要事先了解它們浦徊。
為什么機(jī)器學(xué)習(xí)重要
人工智能將比本世紀(jì)的任何其他創(chuàng)新，更有力地塑造我們的未來悬秉。 任何一個不了解它的人都會很快覺得自己正在被淘汰营密，在一個充滿技術(shù)的世界里醒來械媒，感覺越來越像魔術(shù)。
這個加速比率已經(jīng)很驚人了评汰。在過去四十年的幾個 AI 的冬季和希望破滅的時期纷捞，數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算機(jī)處理能力的快速發(fā)展，極大地改變了近幾年的競技被去。
2015年主儡，谷歌訓(xùn)練了一個對話智能體（AI），不僅可以有力地作為技術(shù)支持與人類進(jìn)行互動惨缆，還會討論道德問題糜值，表達(dá)意見和回答基于事實(shí)的一般問題。
同一年坯墨，DeepMind 開發(fā)出了一個智能體寂汇，在 49 Atari 游戲中超越了人類級別的表現(xiàn)，僅僅接受像素和游戲得分作為輸入捣染。不久之后健无，在 2016 年，DeepMind 通過發(fā)布一種稱為 A3C 新的最先進(jìn)的游戲方法液斜，淘汰了自己的成就累贤。
而與此同時，阿爾法則擊敗了圍棋中最棒的人類選手之一少漆。在機(jī)器首次征服國際象棋后臼膏，這是在人類統(tǒng)治的游戲中，二十年以來的一項(xiàng)非凡的成就示损。許多大師不能理解渗磅，機(jī)器如何掌握這個古老的中國戰(zhàn)略游戲的全面的細(xì)微差別和復(fù)雜性，其中有 1e170 種可能的棋盤位置（宇宙中只有 1e80 個原子）。
圍棋職業(yè)選手李世乭在戰(zhàn)敗后復(fù)查了它與 AlphaGo 的對弈始鱼。圖片來自 Atlantic仔掸。
2017 年 3 月，OpenAI 創(chuàng)建了一個智能體医清，它發(fā)明自己的語言來彼此合作起暮，更有效地實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)。不久之后会烙，F(xiàn)acebook 成功訓(xùn)練了智能體來談判甚至說謊负懦。
就在前幾天（截至本文），在 2017 年 8 月 11 日柏腻，OpenAI 達(dá)到了另一個令人難以置信的里程碑纸厉，在在線多人游戲 Dota 2 的 1v1 比賽中，擊敗了世界頂尖的職業(yè)選手五嫂。
在 YouTube 上查看 TI2017 的完整比賽颗品，由 Dendi（人類）對戰(zhàn) OpenAI（機(jī)器）。
我們的日常技術(shù)大部分來自人工智能沃缘。 在下次去臺灣旅行期間抛猫，將相機(jī)對準(zhǔn)菜單，餐廳的菜單將通過 Google 翻譯應(yīng)用孩灯，魔術(shù)般地以英文出現(xiàn)闺金。
谷歌翻譯使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時完成飲料菜單上的英文翻譯峰档。
今天败匹，AI 用于為癌癥患者設(shè)計(jì)循證治療計(jì)劃，立即分析醫(yī)學(xué)測試結(jié)果讥巡，立即升級為適當(dāng)?shù)膶＜蚁颇叮樗幬锇l(fā)現(xiàn)開展科學(xué)研究。
倫敦的 Benevolent AI（來自“關(guān)于我們”頁面的截圖欢顷，2017 年 8 月）的大膽公告槽棍。
執(zhí)法部門使用視覺識別和自然語言處理抬驴，來處理來自身體相機(jī)的鏡頭炼七。火星漫游者“好奇號”甚至利用人工智能以高精確度自動選擇值得檢驗(yàn)的土壤和巖石樣本布持。
在日常生活中豌拙，在傳統(tǒng)上被人類占領(lǐng)的角色中，機(jī)器越來越常見题暖。如果下一次你給酒店前臺打電話按傅，讓它們送上來一些牙膏捉超，然后出現(xiàn)了一個小型家政服務(wù)機(jī)器人，而不是一個人唯绍，真的不要驚訝拼岳。
在本系列中，我們將探討這些技術(shù)背后的核心機(jī)器學(xué)習(xí)理念况芒。 最后惜纸，你應(yīng)該能夠在概念層面描述它們的工作原理，并為自己裝配工具來開始構(gòu)建類似的應(yīng)用牛柒。
語義樹：人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)
一點(diǎn)建議：將知識視為一種語義樹是重要的 - 確保你了解基本原則，即樹干和大的樹枝痊乾，然后再進(jìn)入葉子/細(xì)節(jié)皮壁，否則它們沒有可以掛著的地方。 - Elon Musk哪审，Reddit AMA
機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的眾多子領(lǐng)域之一蛾魄，有關(guān)一種方式，讓計(jì)算機(jī)從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)湿滓，來提高它們的思考滴须、規(guī)劃、決策和行動能力叽奥。
人工智能是智能體的研究扔水，它可以感知周圍世界，制定計(jì)劃朝氓，并做出決策以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)魔市。其基礎(chǔ)包括數(shù)學(xué)，邏輯赵哲，哲學(xué)待德，概率，語言學(xué)枫夺，神經(jīng)科學(xué)和決策理論将宪。許多領(lǐng)域都屬于在 AI 下面，如計(jì)算機(jī)視覺橡庞，機(jī)器人较坛，機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語言處理。
機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的一個子領(lǐng)域扒最。它的目標(biāo)是讓電腦自己學(xué)習(xí)燎潮。機(jī)器的學(xué)習(xí)算法使其能夠識別觀測數(shù)據(jù)中的規(guī)律，構(gòu)建解釋世界的模型扼倘，并且在沒有明確的預(yù)編程規(guī)則和模型的情況下預(yù)測事物确封。
AI效應(yīng)：什么實(shí)際上被認(rèn)定為“人工智能”除呵？
認(rèn)定為“AI”的技術(shù)的準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)有點(diǎn)模糊，解釋隨著時間的推移而變化爪喘。AI 標(biāo)簽傾向于描述一些機(jī)器颜曾，它們執(zhí)行傳統(tǒng)上人類領(lǐng)域中的任務(wù)的。有趣的是秉剑，一旦電腦弄清楚如何做這些任務(wù)之一泛豪，人類就傾向于說這不是真正的智慧。 這被稱為 AI 效應(yīng)侦鹏。
例如诡曙，當(dāng) IBM 的 Deep Blue 在 1997 年擊敗世界象棋冠軍 Garry Kasparov 時，人們抱怨說它正在使用“暴力”的方法略水，而不是“真正的”智慧价卤。 正如 Pamela McCorduck 寫道，“這是人工智能領(lǐng)域歷史的一部分渊涝，每當(dāng)有人想出如何使計(jì)算機(jī)做某事時 - 玩好象棋慎璧，解決簡單但相對非正式的問題 - 就有批評者附和， “那不是思考”（McCorduck跨释，2004）胸私。
也許人們可接受的“人工智能”，有一些特定的固有的難以描述的東西：
“AI是還沒有完成的任何東西鳖谈∷晏郏” - 道格拉斯·侯世達(dá)
計(jì)算器也算作 AI 嗎？ 也許通過一些解釋是這樣缆娃。自動駕駛又如何五续？ 現(xiàn)在是的。在將來龄恋，也許不是疙驾。你的又新又酷的，可以自動生成流程圖的聊天機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司呢郭毕？ 當(dāng)然...為什么不事呢它碎？
強(qiáng) AI 會永遠(yuǎn)改變我們的世界；為了了解怎么回事显押，機(jī)器學(xué)習(xí)是個不錯的起始之地
上述技術(shù)是狹義人工智能（ANI）的例子扳肛，可以有效地執(zhí)行狹義的任務(wù)。
同時乘碑，我們繼續(xù)推動人類級別的廣義人工智能（AGI）的進(jìn)步挖息，也稱為強(qiáng)人工智能。 AGI的定義是一種人工智能兽肤，可以成功地執(zhí)行人類可以做出的任何智力任務(wù)套腹，包括在不確定性下的學(xué)習(xí)绪抛，規(guī)劃和決策，以自然語言交流电禀，開玩笑幢码，操縱人類，交易股票或重新編程它自己尖飞。
而最后一個是了不起事情症副。 一旦我們創(chuàng)建了一個可以改進(jìn)自身的人工智能，它將解鎖一個循環(huán)的遞歸自我完善政基，這可能會導(dǎo)致一些未知的時間段內(nèi)的智能爆炸贞铣，從幾十年到一天。
超智能機(jī)器定義為沮明，能夠超越任何人的所有智力活動的機(jī)器辕坝。 由于機(jī)器的設(shè)計(jì)是這些智力活動之一，超智能機(jī)器可以設(shè)計(jì)更好的機(jī)器珊擂；那么毫無疑問圣勒，這將是一場“智能爆炸”费变，人的智慧將遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后摧扇。因此，只要機(jī)器足夠溫順挚歧，告訴我們?nèi)绾慰刂扑富谝慌_超智能機(jī)器是人們需要做的最后一個發(fā)明。 - I.J. Good, 1965
你可能聽說過這個點(diǎn)被稱為奇點(diǎn)滑负。該術(shù)語取自出現(xiàn)在黑洞中心的重力奇點(diǎn)在张，一個無限致密的一維點(diǎn)，在那里我們理解的物理學(xué)定律開始打破矮慕。
我們看不見黑洞的事象地平的另一邊發(fā)生的事情帮匾，因?yàn)闆]有光線可以逃脫。同樣的痴鳄，在我們解開了AI的遞歸改進(jìn)能力之后瘟斜，預(yù)測會發(fā)生什么是不可能的，就像故意設(shè)計(jì)人類的老鼠可能無法預(yù)測人類對自己的世界會做些什么痪寻。它會不斷幫助他們得到更多的奶酪螺句，像它們原本的打算那樣？ （圖片來自 WIRED）
人類未來研究所最近的一份報告橡类，調(diào)查了一組 AI 研究人員蛇尚，關(guān)于 AGI 的時間線，發(fā)現(xiàn)“研究人員認(rèn)為顾画，在45年內(nèi)的所有任務(wù)中取劫，AI 有50％的機(jī)會超過人類（Grace 等匆笤，2017）。我們親自與一些理智和合理的 AI 實(shí)踐者交談勇凭，他們預(yù)測的時間線更長（上限是“永不”）疚膊，而其它人的時間線極其短 - 短短幾年。
圖片來自 Kurzweil 的《奇點(diǎn)臨近》虾标，2005 年出版≡⒌粒現(xiàn)在，在 2017 年璧函，只有一部分這些海報可以合理地留在墻上傀蚌。
超過人類級別的超級人工智能（ASI）的出現(xiàn)，可能是我們物種發(fā)生的最好或最壞的事情之一蘸吓。它以一種對人類友好的方式善炫，承載著規(guī)定 AI 想要什么的巨大挑戰(zhàn)。
雖然不可能說未來是什么库继，但有一件事是肯定的：2017 是開始了解機(jī)器如何思考的好時機(jī)箩艺。為了超越空想哲學(xué)的抽象，并智能地制定我們關(guān)于 AI 的路線圖和政策宪萄，我們必須了解機(jī)器如何看待世界的細(xì)節(jié) - 他們“想要”什么艺谆，他們的潛在偏差和失敗模式，他們的氣質(zhì)怪癖 - 就像我們學(xué)習(xí)心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)拜英，來了解人類如何學(xué)習(xí)静汤，決策，行動和感覺居凶。
AI 的復(fù)雜虫给，高風(fēng)險的問題，需要我們在未來幾年的細(xì)心關(guān)注侠碧。 我們有責(zé)任以知情和有意的視角來思考這些問題抹估。
我們?nèi)绾螌?AI 的進(jìn)一步鞏固系統(tǒng)偏見的傾向，它們在現(xiàn)有數(shù)據(jù)集中顯而易見弄兜？我們應(yīng)該如何應(yīng)對世界上最強(qiáng)大的技術(shù)人員的药蜻，關(guān)于人工智能的潛在風(fēng)險和好處的根本分歧？什么是教授AI系統(tǒng)的行為的挨队，最有希望的技術(shù)方法谷暮？在一個沒有工作的世界中，人類的目的感會怎樣盛垦？
機(jī)器學(xué)習(xí)是我們的廣義人工智能之旅的核心湿弦，同時也將改變每個行業(yè)，對日常生活產(chǎn)生巨大的影響腾夯。這就是我們認(rèn)為機(jī)器學(xué)習(xí)值得理解的原因颊埃，至少在概念層面 - 我們將這個系列設(shè)計(jì)為最好的起始之地蔬充。
如何閱讀這個系列
你不一定需要閱讀系列的每一頁來學(xué)到東西。 這里有三個如何完成的建議班利，具體取決于你的興趣和時間多少：
T 型方式：從頭到尾閱讀饥漫。在你讀的時候用你自己的話概括每個部分（參見：費(fèi)曼技巧）；這有助于積極閱讀和更強(qiáng)的記憶存留罗标。深入了解與你的興趣或工作最相關(guān)的領(lǐng)域庸队。我們將在每個部分的末尾包含深入探索的資源。
專注方式：直接跳到你最感興趣的章節(jié)闯割，將你的所有腦力集中在那里彻消。
80/20 方式：略讀所有東西一遍，對一些有趣的高階概念做一些注解宙拉，然后到此為止宾尚。
關(guān)于作者
好的，我門喝完這杯酒的時候谢澈，我門應(yīng)該把梯度下降搞定煌贴。@ The Boozy Cow in Edinburgh
Vishal 最近在領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)業(yè)公司的增長，這是一個利用機(jī)器學(xué)習(xí)來為信用定價锥忿，借貸過程自動化和獲取用戶的貸款平臺牛郑。他花時間思考創(chuàng)業(yè)公司，應(yīng)用認(rèn)知科學(xué)缎谷，道德哲學(xué)和人工智能的倫理學(xué)井濒。
Samer 是 UCSD 的計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程碩士灶似，以及 Conigo Labs 的聯(lián)合創(chuàng)始人列林。在畢業(yè)之前，他創(chuàng)立了 TableScribe酪惭，這是中小型企業(yè)的商業(yè)智能工具希痴，并花了兩年時間向麥肯錫的 100 強(qiáng)企業(yè)提供咨詢服務(wù)。Samer 曾經(jīng)在耶魯大學(xué)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與倫理學(xué)春感，政治學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)砌创。
這個系列大部分是在英國十天的旅行中寫的，火車鲫懒，飛機(jī)嫩实，咖啡館，酒吧和其他任何地方窥岩，我們都可以找到一個干燥的地方來坐甲献。我們的目標(biāo)是鞏固我們對人工智能，機(jī)器學(xué)習(xí)的理解颂翼，以及它們之間的融合方式 - 并希望在此過程中創(chuàng)造值得分享的東西晃洒。
現(xiàn)在慨灭，無需多說，通過“2.1：監(jiān)督學(xué)習(xí)”球及，讓我們立即深入機(jī)器學(xué)習(xí)吧氧骤。
