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實現人工智能的三要素

數據——人工智能的糧食

實現人工智能的首要因素是數據,數據是壹切智慧物體的學習資源,沒有了數據,任何智慧體都很難學習到知識。自從有記錄以來,人類 社會 發展了數千年,在這期間,人類 社會 不斷發展變化,從最早的原始 社會 到奴隸 社會 ,再到封建 社會 、資本主義 社會 、 社會 主義 社會 ,未來還會發展到***產主義 社會 ,在這漫長的發展過程中,都少不了數據做為人類 社會 發展的動力。

人類 社會 之所以發展的越來越高級文明,離不開學習知識,而知識的傳播流傳越快,則 社會 發展也越快,在封建 社會 以前,知識的傳播從口口相傳到甲骨文,再到竹簡記錄,就算是封建 社會 後期的紙質記錄,其知識的傳播速度也無法和今天的互聯網知識的傳播速度相提並論。

壹般來說,知識的獲取來自兩種途徑,壹種是通過他人的經驗而獲得的知識,也就是他人將知識整理成冊,然後供大家學習,這也是目前的主流學習方式;另壹種就是通過自己的 探索 而獲得的知識,這種學習方式目前只存在高精尖領域的知識學習,由於在已有的開放 社會 資源中,找不到可以學習的知識,只有自我 探索 獲取。

無論哪種學習方式,都要通過學習載體來傳播知識,無論是面對面講述,實踐操作,還是書本記錄,或是電子刊物,亦或者影像資料等,這些都是學習載體,我們都可以稱其為數據,學習數據的質量從根本上影響了學習的效果,所以對於人類學習而言,找壹個好的老師,有壹本好的書籍都是非常重要的學習選擇。

既然人類的學習非常依賴於數據的質量,那麽AI學習知識的時候,是否也會存在同樣的問題呢?答案當然是肯定的,不僅如此,而且AI學習知識的時候對於數據的依賴還要高於人類。人類相比目前的AI而言,是具有推理能力的,在學習某些具有關聯性知識的時候,通過推理聯想可以獲得更多的知識。從另壹角度來講,在某種特定場景下,即使數據不夠完整全面,對於人類的學習影響也不會太大,因為人類會利用推理和想象來完成缺失的知識。而目前AI的推理能力還處於初級研究階段,更多的難題還等著業內技術人員來攻克。

由此可見,目前AI學習知識大部分基本都是依賴於數據的質量的,在這種情況下,連人工智能專家吳恩達都發出人工智能=80%數據+20%算法模型的感慨,可見人工智能的“糧食安全”問題還是非常緊迫的,如果“糧食”出現了質量安全問題,那麽最終將會導致人工智能“生病”。可見數據的好壞基本上大概率的決定了智能化的高低,有人會說,我可以通過提高算法模型來提高效果啊,不幸的是,在數據上稍微不註意造成了質量問題,需要在算法上歷盡千辛萬苦來提高效果,而且還不壹定彌補得上,數據對於人工智能最終的發展結構可見壹斑。

算力——人工智能的身體

算力是實現人工智能的另壹個重要因素,算力在壹定程度上體現了人工智能的速度和效率。壹般來說算力越大,則實現更高級人工智能的可能性也更大。算力是依附於設備上的,所以壹般談論算力,都是在說具體的設備,比如CPU、GPU、DPU、TPU、NPU、BPU等,都是屬於算力設備,只是他們有各自不同的能力而已。具體介紹可以閱讀 《CPU、GPU、DPU、TPU、NPU...傻傻分不清楚?實力掃盲——安排!》 壹文,介紹相當全面,從APU到ZPU,各種PU全部介紹完了,掃盲是夠了。

算力設備除了上面的各種PU之外,每壹種設備下面還會分不同的系列,比如英偉達的GPU在PC端有消費級的GeForce系列,專業制圖的 Quadro 系列、專業計算的 Tesla系列 等,而GeForce系列細分還可以分為GT、GTX、RTX等,當然每種子系列下還可以繼續細分,比如GTX下面有GTX1050、GTX1050Ti......GTX1080、GTX1080Ti,還有GTX Titan等更強大的系列,RTX下面也壹樣包括了更詳細的等級劃分,具體選擇哪個系列要看具體使用場景而定,當然還和自身的消費實力相關,算力性能越強大也意味著更多的真金白銀。

下面是RTX20系列的各種顯卡的性能對比:

RTX30系列的各種顯卡的對比:

此外,英偉達還有嵌入式端的各種顯卡系列,比如適用於自主機器AI平臺的JetSon系列、DRIVE AGX系列、Clara AGX系列等,以及雲端的壹些計算資源。同樣每種系列還是做了進壹步的細分,比如Jetson下面就根據其算力核心數就分成了Jetson Nano、Jetson TX2、Jetson Xavier NX、Jetson AGX Xavier等四款設備。

對於廠家而言,產品分的越細,越利於宣傳和推廣,對於消費者而言,可選擇性也大大增加,但是也對消費者的基本知識也有了要求,如果不清楚各種產品的差異,那麽就很容易選擇錯誤,而現在的顯卡市場就是如此,需要壹些專業的知識才能夠選對自己所需的顯卡類型。希望大家經過科普後都能夠選對自己的顯卡型號,是打 遊戲 、制圖、還是計算,心裏要有壹個對應的系列型號才行,不然可要陷入選擇困難癥中了。

以目前人工智能主流技術深度學習為例,它的學習過程就是將需要學習的數據放在在算力設備上運行,經過神經網絡億萬次的計算和調整,得到壹個最優解的過程。如果把數據當成人工智能的“糧食”,那麽算力就是撐起人工智能的“身體”,所有的吃進去的“糧食”都需要“身體”來消化,提取“營養”幫助成長。同樣,人工智能的數據也是需要經過算力來逐壹運算,從而提取數據的特征來作為智能化程度的標誌的。

算法——人工智能的大腦

算法是人工智能程序與非人工智能程序的核心區別,可以這麽理解,就算有了數據、有了算力,但是如果沒有核心算力,也只能算是壹個看起來比較高大上的資源庫而已,由於沒有算法的設計,相當於把壹大堆的資源堆積了起來,而沒有有效的應用。而算法就是使得這對資源有效利用的思想和靈魂。

算法和前兩者比起來,算法更加的依賴於個人的思想,在同壹家公司裏,公司可以給每個算法工程師配備同樣的數據資料和算力資源,但是無法要求每個算法工程師設計出來的算法程序的壹致性。而算法程序的不壹致性,也導致了最終智能化的程度千差萬別。

相對於數據是依賴於大眾的貢獻,算力是依賴於機構組織的能力,而算法更加的依賴於個人,雖然很多公司是算法團隊,但是真正提出核算算法思想的也就是那麽壹兩個人,毫不誇張的說其他人都是幫助搬磚的,只是這種算法層面的搬磚相對純軟件工程的搬磚,技能要求要更高而已。這點和建築設計壹樣,很多著名的建築設計,其思想都是來自於壹個人或者兩個人,很少見到壹個著名的設計其思想是由七八個人想出來的。

由於算法設計的獨特性,和數據與算力相比,在人工智能的三個要素中,算法對人工智能的影響更大,這是因為在平時的工作當中,只要大家花上時間和費用,基本都可以找到好壹些的數據和算力設備,但是算法由於其獨特性,很多的算法是有專利或者沒有向外界開源的,這個時候的差異就要在算法上體現出來了。

現在的大學和培訓機構的人工智能專業,其學習方向也主要是以算法為主。因為數據是由大眾產生,又由壹些互聯網大廠存儲的,壹般個人很少會去做這壹塊;而算力設備是由芯片公司控制著的;做為獨立的個人最能夠發揮效力的就在人工智能的算法方向了。培養優秀的算法人才對於人工智能的發展至關重要。目前市場上關於圖像視覺、語音信號、自然語言、自動化等方向的算法工程師供不應求,薪資水平也是遠超其他互聯網軟件行業的崗位。

後記:

當前,國內人工智能發展正處於高速成長期,未來將會進入爆發期,無論從業者是處於人工智能的數據處理方向,還是人工智能的算力設備研發方向,或者是人工智能的算法研發方向,都將會迎來巨大的行業紅利和豐厚的回報。而人工智能算法方向又是學習回報比最高的壹個方向,做為沒有背景的個人,是進入人工智能行業的最佳選擇

文/deep man

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