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开课啦|AI技术名词以及衍生概念一箩筐
产业博客
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01 成对抗网络

如果AI会做梦,那它的梦大概就是生成对抗网络(GANs)生成的。GANs(Generative Adversarial Networks)由两个“对手”组成:生成器负责“造假”,判别器负责“打假”。两者互相较劲,结果就是生成器越来越会“骗人”,直到连判别器都分不清真假。

(图片来源:https://cdn.jsdelivr.net/gh/l61012345/Pic/img/20220910203450.png)
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02 迁移学习

如果说AI是一名学生,那么迁移学习(Transfer Learning)就是它的“学霸技能”。它能把在一个领域学到的知识,快速迁移到另一个领域。比如,教AI识别猫之后,它还能很快学会识别老虎。

(图片来源:https://pic3.zhimg.com/v2-38fa0b9df48f58d341db628a47018a16_b.jpg)
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03 强化学习

强化学习(Reinforcement Learning)就像教AI玩游戏:它通过不断试错,从失败中吸取教训,从成功中获得奖励,最终学会最优策略。

(图片来源:https://th.bing.com/th/id/R.2f661837bc20a38d1bb2a666952fdf13?rik=qIRsz0AUpOGRAg&riu=http%3a%2f%2fhrl.boyuai.com%2fstatic%2f11.da5ee18f.png&ehk=0tRm6huFQHOOt%2fMbodXYAqg%2bYaX0HcgGIPRsKrrzSvY%3d&risl=&pid=ImgRaw&r=0)
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04 元学习

元学习(Meta-Learning),AI界的“武林秘籍”,它教AI如何快速掌握新技能,也被称为“学习如何学习”。它指的是开发能够快速适应新任务的AI系统。元学习涉及多个层次的学习:系统不仅需要在特定任务上表现出色,还需要在任务之间提取通用的学习规则。这种“学习的层次性”使得元学习的边界难以明确。此外,元学习的实现路径多种多样,包括优化算法、神经网络架构搜索和强化学习等技术,每种方法都有其独特的优势和局限性。更复杂的是,元学习与迁移学习、自适应智能等概念存在一定的交叉,进一步模糊了其定义。

图片来源:https://lilianweng.github.io/lil-log/assets/images/meta-network.png)
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05 集成学习

单打独斗不如团队合作,集成学习(Ensemble Learning)就是让多个模型“抱团取暖”,通过投票或加权的方式,得出更准确的结果。

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06 深度强化学习

深度强化学习(Deep Reinforcement Learning)是强化学习和深度学习的结合体,它让AI在复杂环境中也能做出聪明的决策。

(图片来源:https://www.researchgate.net/publication/343036383/figure/fig3/AS:914463767138311@1595036560681/Structural-diagram-of-Deep-Reinforcement-Learning.jpg)
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07 零样本学习

零样本学习(Zero-shot Learning)让AI在完全没见过样本的情况下,也能识别新类别。它的秘诀是利用已有知识进行推理,就像你没见过袋鼠,但知道它是“有袋动物”,于是能猜出它的样子。

(图片来源:https://assets-global.website-files.com/5d7b77b063a9066d83e1209c/62b5c6bc393fc54b1b3a9025_zero-shot%20learning_pic2_1.png)
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08 小样本学习

小样本学习(Few-shot Learning)让AI在只有少量数据的情况下,也能快速学会新任务。它特别适合那些数据稀缺但任务重要的领域,比如医学。

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09 模型压缩与加速

AI模型太大,跑起来太慢?模型压缩和加速(Model Compression and Acceleration)技术就是AI的“健身教练”,通过减少参数和优化结构,让模型变得又快又轻。

(图片来源:https://raw.githubusercontent.com/kakack/kakack.github.io/master/_images/20211223-1.png)
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10 可解释人工智能

可解释性AI(Explainable AI, XAI)旨在让AI决策过程透明化,使人类理解输入与输出的关系及模型机制,提升信任与可靠性。其重要性在高风险领域尤为突出,但“可解释性”的需求因场景和受众而异,解释深度和形式差别显著。实现可解释性需在性能、复杂性和透明度间权衡,且缺乏统一标准。同时,方法多样化(如规则解释、特征分析等)和评估体系的不完善,进一步增加了定义和实践的挑战。可解释性AI因此成为人工智能研究中的关键难题。

(图片来源:https://inschoolboard.com/wp-content/uploads/2023/03/img-black-Box.png)
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可解释性AI(Explainable AI, XAI)旨在让AI决策过程透明化,使人类理解输入与输出的关系及模型机制,提升信任与可靠性。其重要性在高风险领域尤为突出,但“可解释性”的需求因场景和受众而异,解释深度和形式差别显著。实现可解释性需在性能、复杂性和透明度间权衡,且缺乏统一标准。同时,方法多样化(如规则解释、特征分析等)和评估体系的不完善,进一步增加了定义和实践的挑战。可解释性AI因此成为人工智能研究中的关键难题。

11 具身智能

在人工智能的快速发展中,“具身智能”(Embodied Intelligence)正逐渐成为一个备受关注的研究方向。然而,与深度学习、强化学习等明确的方法论不同,具身智能更像是一种跨学科的研究范式,强调智能的本质不仅存在于计算模型中,还深深嵌入于身体与环境的交互之中。 具身智能的核心思想源于“具身认知”(Embodied Cognition)理论,这一理论认为智能并非孤立于大脑或计算中心,而是通过身体与环境的动态交互涌现出来的。这种视角挑战了传统的“符号主义AI”或“纯计算主义AI”,将智能的研究从“脑”扩展到“身”与“境”。 这一范式的独特之处在于其强调感知与行动的闭环关系。智能体通过实时感知环境状态,采取行动,并根据反馈调整策略,从而实现动态适应。例如,波士顿动力的四足机器人Spot能够在复杂地形中自主行走,这种能力正是具身智能的典型体现。它不仅依赖于算法的计算能力,更依赖于身体的设计和与环境的交互。 具身智能的研究还受到生物学的启发。科学家们通过模仿昆虫、鸟类甚至人类的运动模式,设计出能够适应复杂环境的仿生机器人和软体机器人。这些机器人在救援、探索和监测等领域展现了巨大的潜力。

(图片来源:https://www.qualcomm.com/content/dam/qcomm-martech/dm-assets/images/blog/ai-product/Embodied-AI-robots-learn-through-interaction-with-a-physical-environment.png)
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尽管具身智能的应用前景广阔,但其研究仍面临诸多挑战。首先,作为一种研究范式,具身智能的定义和边界尚不清晰,不同领域的研究者对其内涵的理解可能存在差异。其次,技术实现的复杂性也不容忽视——整合感知、决策、行动和学习等多个模块需要高度协作的技术体系。此外,具身智能的表现高度依赖于环境的动态性,这使得其在现实世界中的应用充满不确定性。

12 弱人工智能

弱人工智能(Weak artificial intelligence, Weak AI)或称狭义人工智能(Narrow AI)、应用型人工智能(Applied AI),是实现部分思维的人工智能,且仅专注于某项特定任务。

(图片来源:https://vinodmanghani.com/wp-content/uploads/2022/02/strong-vs-weak-AI_cropped.png)
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用约翰·瑟尔的话来说,它“对于测试关于思想的假设很有用,但实际上并不具备思想”。弱人工智能专注于模仿人类如何执行基本动作,例如记忆或感知事物、解决简单问题。比如:AlphaGo是一种围棋软件,只能专注于下围棋。

中文房间理论是由哲学家约翰·瑟尔提出的一个著名思想实验,用以反驳人工智能能够真正“理解”或“拥有意识”的观点。实验假设有一个不会中文的人被关在房间里,房间中有一本详细的规则手册,手册规定了如何根据输入的中文字符(问题)输出相应的中文字符(答案)。当有人从外面递进一张写有中文问题的纸条时,房间中的人只需按照手册的规则操作,将问题与答案进行匹配,并将答案递出去。对于外面的人来说,这个房间似乎能够“理解”中文,因为它总是能给出合适的回答。但实际上,房间中的人并不理解中文的含义,他只是机械地执行手册中的规则。瑟尔用这个实验来说明,即使一个人工智能系统能够在某些任务中表现得像是“理解”了问题(例如聊天、回答问题),它实际上并不具备真正的理解能力或意识。它只是按照预设的算法或规则操作,就像房间中的人依赖手册一样。这个理论强调了人工智能的智能是“表面的”,并不意味着它具备人类的思想或理解能力。

13 强人工智能和通用人工智能

**强人工智能(Strong AI)通用人工智能(AGI)**是一个充满哲学色彩的概念,它指的是一种真正具有自我意识、情感和主观体验的人工智能系统。与当前的AI系统不同,强AI不仅仅是模拟智能行为,而是能够“理解”其所做的事情。然而,这一概念的定义却深陷争议。首先,意识的本质问题尚未解决:我们甚至无法明确人类的主观体验从何而来,又如何能够赋予机器同样的能力?其次,强AI的验证也极为困难——即使一个系统表现得像是“有意识的”,我们如何证明它真的具有主观体验?这种哲学与技术的双重困境,使得强AI成为人工智能领域最难以定义和实现的目标之一。

14 人工超级智能

人工超级智能(ASI)是指智力远超最聪明人类的假设性智能体,也可泛指在特定领域表现出超越人类能力的系统(如超智能翻译器或工程助手),无论其是否具备现实世界中的行动能力。超级智能可能由智能爆炸或技术奇点引发,也可能独立于此。

牛津大学哲学家尼克·博斯特罗姆将超级智能定义为“在几乎所有领域中智力远超人类的任何智能”。例如,国际象棋程序Fritz虽在棋艺上超越人类,但因无法在其他任务中表现优越,未达到超级智能的标准。

关于人类智力被超越的可能性,研究者观点不一。一些人认为,AI的进步可能催生不受人类认知限制的通用推理系统;另一些人则认为,人类可能通过进化或生物增强实现智力飞跃。未来情境可能结合两者,例如人类与计算机接口或思想上传,从而显著增强智力。 部分研究者认为,超级智能可能在人工通用智能(AGI)出现后迅速发展。首批AGI可能在记忆、知识储备和多任务处理等方面立即超越人类,成为更强大的智能体,甚至可能取代人类。 鉴于超级智能可能对社会产生深远影响,科学家呼吁优先研究其潜在的益处与风险,以应对这一技术带来的挑战与机遇。

15 神经符号AI

神经符号AI(Neuro-Symbolic AI)被认为是下一代人工智能的重要方向,它试图结合神经网络的感知能力与符号主义AI的逻辑推理能力,以实现更强大的智能系统。神经网络擅长处理感知任务,如图像识别和语音处理,但缺乏逻辑推理能力;而符号主义AI则在推理和知识表示方面表现出色,却难以处理复杂的感知数据。如何将这两种截然不同的技术有效融合,既保留神经网络的灵活性,又实现符号系统的可解释性,仍是一个开放问题。此外,神经符号AI的研究涉及知识图谱、逻辑编程、深度学习等多种技术,其边界和内涵也因研究者的视角而异。这种多样性和复杂性使得神经符号AI成为一个难以定义但备受期待的领域。

(图片来源:https://tse2-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.vX8dZ9x06zxVA4xgVA6afQHaFG?rs=1&pid=ImgDetMain)
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16 自适应智能

自适应智能(Adaptive Intelligence)指的是能够根据环境变化动态调整自身行为和策略的智能系统。然而,这一概念的定义却并不明确。自适应智能的核心在于“适应性”,但适应性的范围却难以界定:它可以是短期的实时调整,也可以是长期的学习和进化。此外,自适应智能的实现涉及强化学习、进化算法、元学习等多种技术,这些技术之间的界限并不清晰。更重要的是,自适应智能的表现高度依赖于环境的动态性,而现实世界的复杂性使得这种适应能力难以量化和验证。这种技术与环境的双重复杂性,使得自适应智能成为一个难以定义但极具潜力的研究领域。

(图片来源:https://www.collidu.com/media/catalog/product/img1/f/8/f8cb487793422426a7687519c1607c371aeedf5867d8f811cad2aae4d28e3516/adaptive-intelligence-slide1.png)
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17 黑箱AI

黑箱AI(Black-Box AI)指决策过程难以被人类理解的人工智能系统,通常因模型复杂(如深度神经网络)或缺乏透明性。其核心是“不可解释性”,但具体含义因场景而异:可能是模型结构复杂,也可能是决策路径不透明。在高风险领域,部分不可解释性即可视为黑箱,而在低风险场景要求较低。此外,黑箱与解释性AI(XAI)的界限模糊,部分黑箱模型可通过工具实现部分透明。技术复杂性与应用需求的交织,使黑箱AI成为定义模糊但备受关注的议题。

18 情境智能

情境智能(Contextual Intelligence)指AI系统根据环境或任务的上下文动态调整行为和决策。其核心是“情境感知”,但情境范围难以界定,涉及用户需求、环境变化、文化背景等多因素。实现情境智能需依赖自然语言处理、计算机视觉、传感技术等多种技术,而这些技术在不同场景中的应用边界模糊。由于现实环境复杂多变,情境感知和处理难以标准化,增加了研究挑战,但也展现出巨大潜力。

总结

通用人工智能、强人工智能、神经符号AI、元学习和自适应智能,这些概念共同反映了人工智能领域对“智能本质”的探索。然而,它们的定义之所以难以明确,正是因为它们触及了智能的核心问题:从感知到推理,从适应到学习,从模拟到真实。这些概念的模糊性不仅源于技术的复杂性,也反映了人类对自身智能理解的局限性。尽管如此,这些难以定义的领域正推动着人工智能的边界不断扩展,也为未来的技术突破提供了无限可能。