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    什么是幾何深度學(xué)習(xí)?丨智能百科

    什么是幾何深度學(xué)習(xí)?

    在不斷演變的人工智能和機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域,一種被稱為幾何深度學(xué)習(xí)(GDL)的強大范式正日益突出?;趫D論和幾何,GDL提供了一種變革性的方法來分析具有復(fù)雜關(guān)系的數(shù)據(jù),例如社交網(wǎng)絡(luò)、分子和3D對象。

    1、理解圖形透視

    幾何深入學(xué)習(xí)的核心是圖形概念。圖由節(jié)點和邊組成,是實體之間關(guān)系的模型。GDL利用這種結(jié)構(gòu)來捕獲數(shù)據(jù)中復(fù)雜的依賴關(guān)系,這是傳統(tǒng)深度學(xué)習(xí)模型難以解決的。

    2、擁抱空間和光譜域

    GDL在空間和光譜領(lǐng)域都有作用。數(shù)據(jù)及其關(guān)系直接編碼在圖的空間域中。在譜域中,圖形信號被轉(zhuǎn)換成頻率空間,從而實現(xiàn)了信號處理技術(shù)的應(yīng)用。

    3、應(yīng)用于社交網(wǎng)絡(luò)

    GDL的一個突出應(yīng)用是對社交網(wǎng)絡(luò)的分析。通過將個體視為節(jié)點,將關(guān)系視為邊緣,GDL可以揭示隱藏的模式,識別社區(qū),并預(yù)測社會互動中的行為。

    4、三維物體識別中的GDL

    幾何深度學(xué)習(xí)擅長三維物體識別和分析。GDL通過將對象表示為圖形并考慮幾何屬性,使機器能夠理解復(fù)雜的對象形狀和結(jié)構(gòu)。

    5、分子和藥物發(fā)現(xiàn)

    在化學(xué)領(lǐng)域,GDL為藥物發(fā)現(xiàn)帶來了希望。分子可以表示為圖形,允許GDL預(yù)測分子性質(zhì),優(yōu)化候選藥物,并加速藥物開發(fā)。

    6、半監(jiān)督學(xué)習(xí)

    GDL在標(biāo)記數(shù)據(jù)有限的情況下能夠蓬勃發(fā)展。其結(jié)合了來自標(biāo)記和未標(biāo)記數(shù)據(jù)點的信息,使其成為標(biāo)記樣本稀缺的半監(jiān)督學(xué)習(xí)任務(wù)的理想選擇。

    7、挑戰(zhàn)與進(jìn)展

    盡管GDL有其潛力,但也面臨著可擴(kuò)展性和可解釋性等挑戰(zhàn)。然而,正在進(jìn)行的研究解決了這些問題,在可擴(kuò)展的圖形算法和可視化技術(shù)的進(jìn)步。

    8、工具和框架

    各種庫和框架,如PyTorch Geometric和GraphSAGE,都致力于幾何深入學(xué)習(xí)。這些工具使研究人員和實踐者能夠有效地實現(xiàn)GDL算法。

    9、混合模式

    GDL通常與傳統(tǒng)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)相配合,從而形成混合模式。這種融合使兩種范式的優(yōu)勢能夠有效地處理復(fù)雜的任務(wù)。

    10、塑造人工智能的未來

    幾何深度學(xué)習(xí)對復(fù)雜關(guān)系和結(jié)構(gòu)建模的能力為人工智能的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從醫(yī)療保健到金融,其應(yīng)用非常廣泛,為處理和理解復(fù)雜的數(shù)據(jù)提供了一個新的視角。

    總結(jié)

    隨著人工智能的進(jìn)步,幾何深度學(xué)習(xí)成為彌合傳統(tǒng)深度學(xué)習(xí)和復(fù)雜數(shù)據(jù)關(guān)系之間差距的關(guān)鍵力量。其處理圖形和空間域的能力為不同領(lǐng)域的許多應(yīng)用打開了大門。隨著不斷進(jìn)行的研究、創(chuàng)新的工具和不斷壯大的社區(qū),幾何深度學(xué)習(xí)具有重塑人工智能領(lǐng)域的潛力,為更準(zhǔn)確的預(yù)測和對復(fù)雜數(shù)據(jù)世界的深刻見解鋪平了道路。

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    2023-09-20
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