机器学习:开启智能创新之门

    一、机器学习的发展背景：人工智能

 

   人工智能（Artificial Intelligence，缩写为AI）是对人的意识、思维过程进行模拟的一门新学科。如今，人工智能从虚无缥缈的科学幻想变成了现实。计算机科学家们在人工智能的技术核心--机器学习（Machine Learning)和深度学习（Deep Learning)领域上已经取得重大的突破，机器被赋予强大的认知和预测能力。回顾历史，在1997年,IBM“深蓝”战胜国际象棋冠军卡斯帕罗夫；在2011年,具备机器学习能力的IBM Waston参加综艺节目赢得100万美金；在2016年，利用深度学习训练的Aplphago成功击败人类世界冠军。种种事件表明机器也可以像人类一样思考，甚至比人类做得更好。

 

    目前，人工智能在金融、医疗、制造等行业得到了广泛应用，全球投资从2012年的5.89亿美元猛增至2016年50多亿美元。麦肯锡预计，到2025年人工智能应用市场的总值将达到1270亿美元。与此同时，麦肯锡通过对2016年人工智能市场的投资进行深入分析，发现有将近60%的资金并购围绕机器学习来布局。其中，基于软件的机器学习初创公司比基于机器的机器人公司更受投资欢迎。从2013 年到2016 年，这一领域的投资复合年均增长率达到约80％。由此可见，机器学习已经成为目前人工智能技术发展的主要方向。

 

    二、机器学习与人工智能、深度学习的关系

 

    在介绍机器学习之前，先需要对人工智能、机器学习和深度学习三者之间的关系进行梳理。目前业界最常见的划分是：

 

    人工智能是使用与传统计算机系统完全不同的工作模式，它可以依据通用的学习策略，读取海量的“大数据”，并从中发现规律、联系和洞见，因此人工智能能够根据新数据自动调整，而无需重设程序。

 

    机器学习是人工智能研究的核心技术，在大数据的支撑下，通过各种算法让机器对数据进行深层次的统计分析以进行“自学”；利用机器学习，人工智能系统获得了归纳推理和决策能力；而深度学习更将这一能力推向了更高的层次。

 

    深度学习则是机器学习算法的一种，隶属于人工神经网络体系，现在很多应用领域中性能最佳的机器学习都是基于模仿人类大脑结构的神经网络设计而来的，这些计算机系统能够完全自主地学习、发现并应用规则。相比较其他方法，在解决更复杂的问题上表现更优异，深度学习是可以帮助机器实现“独立思考”的一种方式。

 

    总而言之，人工智能是社会发展的重要推动力，而机器学习，尤其是深度学习技术就是人工智能发展的核心，它们三者之间是包含与被包含的关系。如图1所示。

  

    图1 人工智能、机器学习、深度学习之间的关系