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深度学习:开启人工智能新时代

【摘要】:目前,世界各国都开始重视深度学习的发展。从数量、投资等角度来看,自然语言处理、机器人、计算机视觉成为了人工智能最为热门的三个产业方向。深度学习是科技发展的必然趋势,是一种实现人工智能的强大技术,已经在图像视频处理、语音处理、自然语言处理等领域取得了大量成功应用案例,并对学术界和工业界产生了非常广泛的影响。

目前,世界各国都开始重视深度学习的发展。2016年5月,美国白宫发表了《为人工智能的未来做好准备》;2016年12月,英国发布《人工智能:未来决策制定的机遇和影响》;2017年4月,法国制定了《国家人工智能战略》;2017年5月,德国颁布全国第一部自动驾驶法律;2017年6月29日,首届世界智能大会在天津召开,中国工程院院士潘云鹤在大会主论坛作了题为《中国新一代人工智能》的主题演讲,报告中概括了世界各国在人工智能研究方面的战略。据不完全统计,2017年在中国运营的人工智能公司接近400家,行业巨头百度、腾讯、阿里巴巴等都不断在人工智能领域发力。从数量、投资等角度来看,自然语言处理、机器人、计算机视觉成为了人工智能最为热门的三个产业方向。

深度学习起源于对神经网络的研究,20世纪60年代,受神经科学对人脑结构研究的启发,为了让机器也具有类似人一样的智能,人工神经网络被提出用于模拟人脑处理数据的流程,最著名的学习算法称为感知机。

20世纪80年代中期,反向传播算法(back propagation,BP)的提出,提供了一条如何学习含有多隐层结构的神经网络模型的途径,让神经网络研究得以复苏。

由于增加了隐层单元,多层神经网络比感知机具有更灵活且更丰富的表达力,可以用于建立更复杂的数学模型,但同时也增加了模型学习的难度,特别是当包含的隐层数量增加的时候,使用BP算法训练网络模型时,常常会陷入局部最小值,而在计算每层节点梯度时,在网络底层方向会出现梯度消失的现象。因此,训练含有许多隐层的深度神经网络一直存在困难,导致神经网络模型的深度受到限制,制约了其性能。

深度学习是科技发展的必然趋势,是一种实现人工智能的强大技术,已经在图像视频处理、语音处理、自然语言处理等领域取得了大量成功应用案例,并对学术界和工业界产生了非常广泛的影响。