人工智能在過去兩年被谷歌引爆，于是該領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司如雨后春筍般生長起來，有的做專用芯片，有的做算法，有的做機(jī)器人…人工智能到底是什么？是讓機(jī)器代替人類完成重復(fù)的生產(chǎn)線勞動嗎？這樣理解為免太簡單。人工智能絕對不只是讓機(jī)器完成模仿，從而替代重復(fù)性工作，真正的人工智能需要機(jī)器經(jīng)過訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，接近或者超越人類的智能行為。
人工智能訓(xùn)練模型的時候，數(shù)據(jù)是最重要的因素，只有通過大數(shù)據(jù)訓(xùn)練，才能讓訓(xùn)練的模型更接近于實際需求。比如，自動駕駛的模型訓(xùn)練，現(xiàn)在基本是靠自動駕駛汽車上路測試收集數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，路上的汽車只有采集到更多可能的場景，才能確保訓(xùn)練出的模型更接近實際路況。在人工智能訓(xùn)練中一般會遇到兩個問題：第一，數(shù)據(jù)量不夠如何訓(xùn)練模型？第二，數(shù)據(jù)量太大如何快速進(jìn)行標(biāo)注？
MathWorks產(chǎn)品市場經(jīng)理趙志宏
遷移學(xué)習(xí)：通過模型產(chǎn)生數(shù)據(jù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如果沒有數(shù)據(jù)能做人工智能嗎？這是很多初創(chuàng)公司的困惑。在筆者的概念里，正常的AI開發(fā)流程是，先采集數(shù)據(jù)，再訓(xùn)練模型。在最近的Matlab大會上，MathWorks產(chǎn)品市場經(jīng)理趙志宏先生給出了一個不一樣的答案，他表示，“數(shù)據(jù)、輸出和模型是整個AI開發(fā)流程的一個步驟。如果開發(fā)者想做人工智能，又沒有太多的數(shù)據(jù)，可以采用遷移學(xué)習(xí)的方法。” 遷移學(xué)習(xí)又是什么概念？不防從實際例子來理解。比如：通過人工智能的方式來預(yù)測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障，用戶不能等到采集到大量故障數(shù)據(jù)以后再預(yù)測，這樣不符合設(shè)備維護(hù)的目標(biāo)，而是先用Simulink模型建立一個風(fēng)里發(fā)電機(jī)的模型，通過校正讓這個模型非常接近風(fēng)力發(fā)電機(jī)，然后通過該模型產(chǎn)生故障數(shù)據(jù)，進(jìn)而訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)或者深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
趙志宏先生表示，“基于模型設(shè)計的優(yōu)勢是，它是在真正做出產(chǎn)品之前建好一個模型，這個模型與實際產(chǎn)品非常的接近，不管是從數(shù)字計算、行為計算產(chǎn)生的結(jié)果與真正的結(jié)果都非常接近。很多工程師在設(shè)計產(chǎn)品的時候已經(jīng)把這個模型建好了，在這個模型上加入故障情況就很容易產(chǎn)生故障數(shù)據(jù)，這比在實際設(shè)備上產(chǎn)生的故障要容易很多。因此，可以進(jìn)行故障預(yù)測和維護(hù)?！?/p>
通過深度學(xué)習(xí)對大數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注隨著傳感器的大量采用，數(shù)據(jù)量進(jìn)入洪荒時代，給人工智能進(jìn)行特征標(biāo)記帶來困難，這時候可以采用深度學(xué)習(xí)進(jìn)行標(biāo)記。趙志宏先生解釋，“深度學(xué)習(xí)的特點是不需要人工手動找出特征值，系統(tǒng)可以自動從數(shù)據(jù)里提取特征值。MATLAB里面有很多自動標(biāo)記的工具和功能。LiDAR三維點云技術(shù)可以對每一點進(jìn)行標(biāo)注，把這個點聚類在一起聚成一個目標(biāo)模型，然后再把目標(biāo)具體代表的實物辨別出來。有些用戶已經(jīng)采用MATLAB的工具進(jìn)行了開發(fā)，著名的汽車配件公司AUTOLIV就在用這種方式進(jìn)行自動數(shù)據(jù)標(biāo)注?！?/p>
以膨化食品智能檢測為例，研究人員可以在用戶咬食品的時候提取特征，用咬合聲音和咬合力度衡量食品的松脆度，有了這兩個特征，還需要開發(fā)一個機(jī)器學(xué)習(xí)的分類器，而MATLAB提供了分類學(xué)習(xí)器。開發(fā)者通過這個工具不需要一個一個去試各種分類器的算法，使用MATLAB提供的APP去一次性嘗試所有算法。開始運行APP后，用戶選好數(shù)據(jù)和需要訓(xùn)練的分類器，然后進(jìn)行訓(xùn)練。在訓(xùn)練過程中，用戶可以看到每個分類器的整體結(jié)果，選擇精確度最高的一個，然后進(jìn)行更多的調(diào)查和研究。如果用戶沒有研究過AI，可以用MATLAB提供的APP進(jìn)行學(xué)習(xí)，去嘗試所有機(jī)器學(xué)習(xí)的算法。
在MATLAB里面做深度學(xué)習(xí)難嗎？用趙志宏先生的話說，只需要寫5行的MATLAB代碼，用戶就可以建出一個能夠識別食品的網(wǎng)絡(luò)。筆者已經(jīng)多年沒接觸過MATLAB了，所以無從考證，工程師朋友們?nèi)绻枰梢赃M(jìn)行嘗試。
和開源代碼如何協(xié)作？現(xiàn)在市面上的開源非常熱，工程師們可以在開源社區(qū)快速獲得需要的代碼，在人工智能領(lǐng)域也有很多開源資源，作為封閉資源的MATLAB和開源代碼相比更新速度可能會較慢，而且加上是收費模式，工程師們也擔(dān)心兩者的融合問題。當(dāng)筆者問到這個問題的時候，趙志宏先生解釋，“開源代碼背后有很多的開發(fā)團(tuán)隊，他們自愿進(jìn)行開發(fā)，我們也有自己的開發(fā)團(tuán)隊。我們并不把開源代碼和MATLAB定義為競爭關(guān)系，實際上我們各有特點和長處，有時候我們是可以與開源代碼共用。有一些開源代碼可以在MATLAB里面運行或者直接調(diào)用，我們在共同為科技進(jìn)步做貢獻(xiàn)。我們雖然是付費軟件，但是提供的不僅是工具，還有很多的服務(wù)。”
“當(dāng)用戶使用MATLAB時遇到問題，我們后面有很強(qiáng)的技術(shù)支持團(tuán)隊幫用戶解決這些問題。另外，我們的工具不僅是針對某一功能產(chǎn)生正確的結(jié)果，我們還考慮把這個功能做得非常的容易使用。比如針對AI應(yīng)用，我們把界面做得非常適合該專業(yè)領(lǐng)域，而且兼顧讓用戶感覺在使用熟悉的MATLAB或者Simulink的界面。這是我們的優(yōu)勢，如果用戶在MATLAB或者Simulink中增加新功能，學(xué)習(xí)門檻不會很高，容易上手設(shè)計。除了提供工具，我們還給用戶提供了很多便利，這是從開源工具中所得不到的東西?！壁w志宏先生補(bǔ)充。
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