人工智能(AI)由模式識別技術(shù)主導。近年來,由于深度學習的發(fā)展和完善,在圖像識別、機器翻譯、音頻處理等領(lǐng)域取得了重大進展。但深度學習并不是解決所有問題的良方。事實上,它本身就是一種疾病。
任何生物系統(tǒng),即使經(jīng)過幾代人的進化,也不需要像最先進的機器學習算法那樣,為完成簡單的任務(wù)而需要同樣規(guī)模的訓練數(shù)據(jù)。為了學習,大腦使用了許多衍生品以外的技術(shù)。動物能夠發(fā)現(xiàn)新鮮事物并記住重大事件,即使它們只發(fā)生過一次。
這里有四個原因,其中之一,為什么人工智能社區(qū)應(yīng)該思考超越深度學習。
1.深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有忘記所學模式的傾向,而活的大腦有可塑性和強健的記憶完整性。例如,人類,甚至一些動物可以記住一個面孔很多年,但仍然可以學習新的面孔,而不會忘記他們認識的面孔。
2.深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要大量的數(shù)據(jù)來訓練,這反過來又需要大量的計算能力。如果你不是一家財力雄厚的大型計算機公司,這將是一個重大障礙。所需的計算能力取決于三個主要因素:輸入數(shù)據(jù)的維數(shù)、模型的復雜性和訓練算法的復雜性。
3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就像黑匣子,通常不適合需要可解釋性的應(yīng)用程序。就業(yè)、貸款、教育、醫(yī)療和家庭助理等領(lǐng)域都需要解釋。在金融領(lǐng)域,預測價格變化的機器對公司來說是一個重大勝利,但如果沒有可解釋的因素,可能很難讓監(jiān)管機構(gòu)相信它沒有違反任何規(guī)定。同樣,在涉及信任的交易中,例如信用卡應(yīng)用程序,必須解釋批準或拒絕的原因。在業(yè)務(wù)應(yīng)用程序中,建立客戶的信任是至關(guān)重要的,決策需要是可解釋的。
4.所學的知識并不是真正可以轉(zhuǎn)移的。如果人工智能要發(fā)揮其潛力,這一點非常重要。當動物接觸到新的環(huán)境時,它們會不斷地參照先前的學習。例如,你可能從來沒有親自開過卡車,但是開過一輛汽車,你就能很快地學會汽車的各種基本運行規(guī)律,并且比你從來沒有開過任何汽車更快地整合你以前的駕駛技能。
顯然有必要解決這些問題,而要做到這一點,就需要超越深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。一些人工智能技術(shù)可以潛在地解決這些缺點,如自適應(yīng)共振理論、可信最大化和神經(jīng)模糊系統(tǒng)。
自適應(yīng)共振理論(ART)解決了穩(wěn)定性與可塑性的問題,在不喪失現(xiàn)有知識的情況下獲得新的知識。它也被稱為增量式學習或在線學習,因為它不需要對其模型進行再培訓,這是一個優(yōu)勢,因為再培訓是丟失現(xiàn)有知識的主要原因之一。
可信最大化(Cogency maximization)或虛構(gòu)(confabulation)有助于解決可解釋性問題,對于解決就業(yè)、貸款、教育、衛(wèi)生保健和家庭助理等應(yīng)用程序也很方便。基于cogency maximizbased模型的另一個優(yōu)點是,它們的計算量較小,易于訓練。
模糊集系統(tǒng)允許數(shù)據(jù)表示介于二進制(例如,冷/熱)和連續(xù)(例如,0%-100%熱)表示之間。相反,模糊系統(tǒng)允許您用模糊表示(0%冷、20%熱和80%熱)來表示數(shù)據(jù)。乍一看,這似乎有些武斷,但它允許對細節(jié)和邏輯創(chuàng)建進行更細致的表達。例如,恒溫器可以使用這些數(shù)據(jù)在冷百分比過高時打開爐子,在熱百分比過高時打開空調(diào)。
這種類型的邏輯創(chuàng)建可以很容易地用自然語言解釋,并且很容易理解。神經(jīng)模糊系統(tǒng)將模糊系統(tǒng)的特征與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行某種程度的融合,以簡化模型或提供更好的解釋能力。其中一些系統(tǒng)使用模糊規(guī)則代替不透明的神經(jīng)激活函數(shù)。其中一些系統(tǒng)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓練,然后在數(shù)學上轉(zhuǎn)換成模糊規(guī)則集。其中一些系統(tǒng)在保持模糊可解釋性的同時,還利用模糊邏輯和模糊記憶來表現(xiàn)出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的行為。
自適應(yīng)共振理論、可信最大化和神經(jīng)模糊系統(tǒng)可能不是什么新概念,但它們似乎被研究人員忽視了。這些研究人員受到了微型超級計算機的強大功能的鼓舞,這些微型計算機由無底洞般的企業(yè)資金支持。
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