【人工智能小常识】一篇文章搞懂人工智能、机器学习和深度学习

秒速五厘米 2021-06-11 15:12 585阅读 0赞

# 一、前言 #

第一次接触人工智能，应该是2015年的时候，当时参加一个演讲比赛，让自由制定主题，当时我和搭档定的主题是：三维人体操控系统。那个时候，计算机视觉的印象在我心中就种下了。后来把这个主题当作一个创业项目，申报了创青春，才真正领略到人工智能的魅力。

作为一个曾经的计算机盲，曾经我把自己绝大部分精力放在学生会，班级事务，提升计算机基础上面，直到今年，一个学长考研结束回来，学长在计算机视觉领域有过不少项目实战，跟着学长学习，慢慢对人工智能、机器学习、深度学习有了更为深刻的理解。那这三个概念有什么关系，有什么区别呢？

# 二、概念简介 #

这篇文章的重点在于讲解三者之间的联系和区别，所以简单介绍一下概念。

## 1、人工智能 ##

人工智能（Artificial Intelligence，缩写为AI）。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

1956年夏季，以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批有远见卓识的年轻科学家在一起聚会，共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题，并首次提出了“人工智能”这一术语，它标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生。IBM公司“深蓝”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军更是人工智能技术的一个完美表现。

从1956年正式提出人工智能学科算起，50多年来，取得长足的发展，成为一门广泛的交叉和前沿科学。但就是在这几十年，人工智能先是被捧为人类文明光明未来的钥匙，后又被当作过于自大的异想天开而抛弃。下面这幅图很好的说明了人工智能发展的坎坷。

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人工智能先驱们在达特茅斯开会时，心中的梦想是希望通过当时新兴的计算机，打造拥有相当于人类智能的复杂机器。这就是我们所说的“通用人工智能”（General AI）概念，拥有人类五感（甚至更多）、推理能力以及人类思维方式的神奇机器。总的说来，人工智能的目的就是让计算机这台机器能够像人一样思考。

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在电影中我们已经看过无数这样的机器人，对人类友好的 C-3PO，以及人类的敌人终结者。通用人工智能机器至今只存在 于电影和科幻小说里，理由很简单：我们还实现不了，至少目前为止。

我们力所能及的，算是“弱人工智能”（Narrow AI）：执行特定任务的水平与人类相当，甚至超越人类的技术。现实中有很多弱人工智能的例子。这些技术有人类智能的一面。但是它们是如何做到的？智能来自哪里？这就涉及到下一个概念：机器学习。

## 2、机器学习 ##

机器学习(Machine Learning, ML)是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。

机器学习是人工智能研究较为年轻的分支，它的发展过程大体上可分为4个时期。

第一阶段是在20世纪50年代中叶到60年代中叶，属于热烈时期。

第二阶段是在20世纪60年代中叶至70年代中叶，被称为机器学习的冷静时期。

第三阶段是从20世纪70年代中叶至80年代中叶，称为复兴时期。

机器学习的最新阶段始于1986年。

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## 3、深度学习 ##

深度学习的概念源于人工神经网络的研究。含多隐层的多层感知器就是一种深度学习结构。深度学习通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征，以发现数据的分布式特征表示。

深度学习的概念由Hinton等人于2006年提出。基于深度置信网络(DBN)提出非监督贪心逐层训练算法，为解决深层结构相关的优化难题带来希望，随后提出多层自动编码器深层结构。

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# 三、联系与区别 #

为了搞清三者关系，我们来看一张图：

![70 4][] 人工智能最大，此概念也最先问世；然后是机器学习，出现的稍晚；最后才是深度学习。

**机器学习是人工智能的核心**，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人工智能的各个领域，它主要使用归纳、综合而不是演绎。

**深度学习是机器学习研究中的一个新的领域**，其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络，它模仿人脑的机制来解释数据，例如图像，声音和文本。深度学习是一种基于对数据进行表征学习的方法。观测值（例如一幅图像）可以使用多种方式来表示，如每个像素强度值的向量，或者更抽象地表示成一系列边、特定形状的区域等。而使用某些特定的表示方法更容易从实例中学习任务（例如，人脸识别或面部表情识别）。深度学习的好处是用非监督式或半监督式的特征学习和分层特征提取高效算法来替代手工获取特征。

同机器学习方法一样，深度机器学习方法也有监督学习与无监督学习之分．不同的学习框架下建立的学习模型很是不同．例如，卷积神经网络（Convolutional neural networks，简称CNNs）就是一种深度的监督学习下的机器学习模型，而深度置信网（Deep Belief Nets，简称DBNs）就是一种无监督学习下的机器学习模型。

在深度学习到来之前，机器学习曾一度陷入低潮。而深度学习神经网络概念兴起的时候，人工智能瞬间火爆，有人认为，深度学习的出现，颠覆了机器学习，机器学习会逐渐淡出人们的视线，其实不是这样的，深度学习的出现，从另一个角度发展了机器学习，机器学习能够以更好的方式发展，也会加速人工智能的发展。

# 四、附 #

我们知道了他们是属于包含关系，那更加详细的相关关系是什么呢？人工智能除了机器学习还包括什么呢？机器学习除了深度学习还包括什么呢？请看下图。

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