人工智能的核心技術(shù)

1、人工智能的核心技術(shù)是什么？《人工智能標(biāo)準(zhǔn)化白皮書（2018）》1機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)（MachineLearning）是一門涉及統(tǒng)計(jì)學(xué)、系統(tǒng)辨識(shí)、逼近理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、腦科學(xué)等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，研究計(jì)算機(jī)怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，以獲取新的知識(shí)或技能，重新組織已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能，是人工智能技術(shù)的核心?；跀?shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)是現(xiàn)代智能技術(shù)中的重要方法之一，研究從觀測(cè)數(shù)據(jù)（樣本）出發(fā)尋找規(guī)律，利用這些規(guī)律

2、對(duì)未來數(shù)據(jù)或無法觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)學(xué)習(xí)模式、學(xué)習(xí)方法以及算法的不同，機(jī)器學(xué)習(xí)存在不同的分類方法。（1）根據(jù)學(xué)習(xí)模式將機(jī)器學(xué)習(xí)分類為監(jiān)督學(xué)習(xí)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等。監(jiān)督學(xué)習(xí)監(jiān)督學(xué)習(xí)是利用已標(biāo)記的有限訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，通過某種學(xué)習(xí)策略方法建立一個(gè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)新數(shù)據(jù)實(shí)例的標(biāo)記（分類）映射，最典型的監(jiān)督學(xué)習(xí)算法包括回歸和分類。監(jiān)督學(xué)習(xí)要求訓(xùn)練樣本的分類標(biāo)簽已知，分類標(biāo)簽精確度越高，樣本越具有代表性，學(xué)習(xí)模型的準(zhǔn)確度越高。監(jiān)督學(xué)習(xí)在自然語言處理

3、、信息檢索、文本挖掘、手寫體辨識(shí)、垃圾郵件偵測(cè)等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。無監(jiān)督學(xué)習(xí)無監(jiān)督學(xué)習(xí)是利用無標(biāo)記的有限數(shù)據(jù)描述隱藏在未標(biāo)記數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)規(guī)律，最典型的非監(jiān)督學(xué)習(xí)算法包括單類密度估計(jì)、單類數(shù)據(jù)降維、聚類等。無監(jiān)督學(xué)習(xí)不需要訓(xùn)練樣本和人工標(biāo)注數(shù)據(jù)，便于壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、減少計(jì)算量、提升算法速度，還可以避免正、負(fù)樣本偏移引起的分類錯(cuò)誤問題。主要用于經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)、異常檢測(cè)、數(shù)據(jù)挖掘、圖像處理、模式識(shí)別等領(lǐng)域，例如組織大型計(jì)算機(jī)集群、社交網(wǎng)絡(luò)分析、市場(chǎng)

4、分割、天文數(shù)據(jù)分析等。強(qiáng)化學(xué)習(xí)強(qiáng)化學(xué)習(xí)是智能系統(tǒng)從環(huán)境到行為映射的學(xué)習(xí)，以使強(qiáng)化信號(hào)函數(shù)值最大。由于外部環(huán)境提供的信息很少，強(qiáng)化學(xué)習(xí)系統(tǒng)必須靠自身的經(jīng)歷進(jìn)行學(xué)習(xí)。強(qiáng)化學(xué)習(xí)的目標(biāo)是學(xué)習(xí)從環(huán)境狀態(tài)到行為的映射，使得智能體選擇的行為能夠獲得環(huán)境最大的獎(jiǎng)賞，使得外部環(huán)境對(duì)學(xué)習(xí)系統(tǒng)在某種意義下的評(píng)價(jià)為最佳。其在機(jī)器人控制、無人駕駛、下棋、工業(yè)控制等領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。（2）根據(jù)學(xué)習(xí)方法可以將機(jī)器學(xué)習(xí)分為傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)

5、習(xí)從一些觀測(cè)（訓(xùn)練）樣本出發(fā)，試圖發(fā)現(xiàn)不能通過原理分析獲得的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來數(shù)據(jù)行為或趨勢(shì)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。相關(guān)算法包括邏輯回歸、隱馬爾科夫方法、支持向種自適應(yīng)機(jī)制以確定演化機(jī)制的影響等。2知識(shí)圖譜知識(shí)圖譜本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)化的語義知識(shí)庫(kù)，是一種由節(jié)點(diǎn)和邊組成的圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以符號(hào)形式描述物理世界中的概念及其相互關(guān)系，其基本組成單位是“實(shí)體—關(guān)系—實(shí)體”三元組，以及實(shí)體及其相關(guān)“屬性—值”對(duì)。不同實(shí)體之間通過關(guān)系相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成網(wǎng)狀的知識(shí)結(jié)構(gòu)。在知識(shí)圖

6、譜中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示現(xiàn)實(shí)世界的“實(shí)體”，每條邊為實(shí)體與實(shí)體之間的“關(guān)系”。通俗地講，知識(shí)圖譜就是把所有不同種類的信息連接在一起而得到的一個(gè)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，提供了從“關(guān)系”的角度去分析問題的能力。知識(shí)圖譜可用于反欺詐、不一致性驗(yàn)證、組團(tuán)欺詐等公共安全保障領(lǐng)域，需要用到異常分析、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析等數(shù)據(jù)挖掘方法。特別地，知識(shí)圖譜在搜索引擎、可視化展示和精準(zhǔn)營(yíng)銷方面有很大的優(yōu)勢(shì)，已成為業(yè)界的熱門工具。但是，知識(shí)圖譜的發(fā)展還有很大的挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)的噪聲問

7、題，即數(shù)據(jù)本身有錯(cuò)誤或者數(shù)據(jù)存在冗余。隨著知識(shí)圖譜應(yīng)用的不斷深入，還有一系列關(guān)鍵技術(shù)需要突破。3自然語言處理自然語言處理是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域與人工智能領(lǐng)域中的一個(gè)重要方向，研究能實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間用自然語言進(jìn)行有效通信的各種理論和方法，涉及的領(lǐng)域較多，主要包括機(jī)器翻譯、機(jī)器閱讀理解和問答系統(tǒng)等。（1）機(jī)器翻譯機(jī)器翻譯技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)從一種自然語言到另外一種自然語言的翻譯過程?；诮y(tǒng)計(jì)的機(jī)器翻譯方法突破了之前基于規(guī)則和實(shí)例翻譯方法的

8、局限性，翻譯性能取得巨大提升?；谏疃壬窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器翻譯在日?？谡Z等一些場(chǎng)景的成功應(yīng)用已經(jīng)顯現(xiàn)出了巨大的潛力。隨著上下文的語境表征和知識(shí)邏輯推理能力的發(fā)展，自然語言知識(shí)圖譜不斷擴(kuò)充，機(jī)器翻譯將會(huì)在多輪對(duì)話翻譯及篇章翻譯等領(lǐng)域取得更大進(jìn)展。目前非限定領(lǐng)域機(jī)器翻譯中性能較佳的一種是統(tǒng)計(jì)機(jī)器翻譯，包括訓(xùn)練及解碼兩個(gè)階段。訓(xùn)練階段的目標(biāo)是獲得模型參數(shù)，解碼階段的目標(biāo)是利用所估計(jì)的參數(shù)和給定的優(yōu)化目標(biāo)，獲取待翻譯語句的最佳翻譯結(jié)果。統(tǒng)計(jì)機(jī)器翻譯主

9、要包括語料預(yù)處理、詞對(duì)齊、短語抽取、短語概率計(jì)算、最大熵調(diào)序等步驟。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的端到端翻譯方法不需要針對(duì)雙語句子專門設(shè)計(jì)特征模型，而是直接把源語言句子的詞串送入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)算，得到目標(biāo)語言句子的翻譯結(jié)果。在基于端到端的機(jī)器翻譯系統(tǒng)中，通常采用遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)句子進(jìn)行表征建模，從海量訓(xùn)練數(shù)據(jù)中抽取語義信息，與基于短語的統(tǒng)計(jì)翻譯相比，其翻譯結(jié)果更加流暢自然，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。（2）語義理解語義理解