人工智能 bp?人工智能bp算法

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本文目录

  1. 人工智能需要哪些高级的数学知识?
  2. 人工智能的现状究竟如何?
  3. 人工智能对人类造成冲击实际是哪年
  4. 人工智能四个流派

人工智能需要哪些高级的数学知识?

人工智能和数学领域有着非常密切的联系,让我们来进行论述和探讨。

一、数学与人工智能

人工智能是一个交叉学科,应用的领域也非常广阔。不同的应用领域所要求的数学背景知识也不尽相同。但是线性代数、概率论、微积分和统计学是人工智能用于表述的“语言”。学习数学知识将有助于深入理解底层算法机制,便于开发新算法。

线性代数是描述深度学习算法的基础也是核心。它通过矩阵表示法来实现深度学习方法,将待处理的非结构化数据都转换成离散的矩阵或向量形式。比如一张图像可以表示为按顺序排列的像素数组形式,声音数据可以表示为向量形式,神经网络就是无数的矩阵运算和非线性变换的结合。大家都知道,概率论与统计学可以用来研究数据分布与如何处理数据。深度学习算法所做的绝大多数事情就是预测,预测源于不确定性,而概率论与统计就是讨论不确定性的学科。另外,微积分是数学分析的基础。

二、AI在数学界的作用

人工智能最大的优势,在于可以帮助人们寻找出人类思维不易发现的联系,也就是帮助人类寻找“直觉”。现在的AI,已经可以通过一定的算法,分析大量数据间存在的关系以及规律,从而帮助发现一些新的猜想。一旦在AI的帮助下找到新的猜想,接下来数学家们就要对这些新猜想,进行深层次地推演和证明。那些被证明为“真”的猜想,最终将会作为定理为人类直接应用。目前,AI已经可以提供一个强大的框架,在有大量数据或难以利用经典方法研究的数学领域中,发现了不少有趣且可以获得论证的猜想。

数学在人工智能领域中发挥着重要的作用。如神经网络中的所有参数都被存储在矩阵中;线性代数使矩阵运算变得更加快捷简便,尤其是在GPU上训练模型时,因为GPU可以并行地以向量和矩阵运算。图像在计算中被表示为按序排列的像素数组。视频游戏使用庞大的矩阵来产生令人炫目的游戏体验。在机器翻译中,如何检测你输入的语言种类会用到概率论的相关知识。一种简单的方法就是把你输入的词或句子进行分解,计算各语言模型的概率,然后概率最高的是最后确定的语言模型。另外,用神经网络进行图像分类,网络的输出是衡量分类结果可信程度的概率值,即分类的置信度,我们选择置信度最高的作为图像分类结果。而混合高斯模型、隐马尔科夫模型等传统语音处理模型都是以概率论为基础的。

三、AI未来对数学界产生的颠覆性影响

就像计算机对于数学的发展造成了一系列影响,不同程度的“人工智能”在当下已经与数学有所交融,在未来也可能以各种方式起到颠覆性的作用。如能够将简单重复的计算工作交给计算机,使得“数值解”成为“解析解”的一大补充,也使一部分解析表达式(例如级数)在理论分析之外有了更多的应用。

由于强大算力的介入,以迭代、大规模计算等等为基础的算法不再仅存在于理论之中,而是在优化、求解等方面有了更大的实用价值。这从思维方式上改变了数学的研究,不仅提供了更多的工具来解决问题,也丰富了计算数学等领域的研究内容。

人工智能的介入使得“将简单重复的推理和验证工作交给计算机”成为可能。即使是这些非常弱意义下的“人工智能”也能够进一步改变数学研究的方式。例如通过人工推导限制讨论的情况数目,再通过机器逐一验证来完成证明。

一方面,人工智能为我们提供了便利。另一方面,人工智能也可以通过数据来学习和了解人类。人工智能浪潮催生了一批以人工智能算法为驱动的互联网公司。我们身处一个巨变的时代,毋庸置疑,人工智能已经成为科技前沿之一,将给许多行业带来颠覆性的影响。基于数据的人工智能和基于模型的数学方法,两者有机结合,既能推动人工智能的进步,也促进了数学研究的创新。随着“人工智能”的能力提升和应用推广,其他领域的数学研究也会获得一定的帮助,甚至在新工具的帮助下取得前所未有的成果。例如一些将讨论情况数目限制到小范围或者积累成果已经足够丰富的猜想,其证明可以通过机器来打通最后一步。

综上所述,AI在数学界有着举足轻重的地位,很多人工智能应用都需要数学的相关知识来支撑。同时,AI也会在未来会对数学界产生深远和颠覆性的影响。

本文分享自华为云社区《【云驻共创】AI在数学界有哪些作用?未来对数学界会有哪些颠覆性影响?》,作者:龙腾九州。

人工智能的现状究竟如何?

本文核心数据:中国人工智能发展历程,全球人工智能行业市场规模情况,人工智能独角兽数量,全球科技巨头人工智能布局情况,全球人工智能领域高层次学者数量前十国家

1、行业发展经历第三次浪潮,产业发展迅速

人工智能概念的提出始于1956年的美国达特茅斯会议。人工智能至今已经有60多年的发展历史,从诞生至今经历了三次发展浪潮。分别是1956-1970年、1980-1990年和2000年至今。

1959年ArthurSamuel提出了机器学习,推动人工智能进入第一个发展高潮期。此后70年代末期出现了专家系统,标志着人工智能从理论研究走向实际应用。

80年代到90年代随着美国和日本立项支持人工智能研究,人工智能进入第二个发展高潮期,期间人工智能相关的数学模型取得了一系列重大突破,如著名的多层神经网络、BP反向传播算法等,算法模型准确度和专家系统进一步提升。期间,研究者专门设计了LISP语言与LISP计算机,最终由于成本高、难维护导致失败。1997年,IBM深蓝战胜了国际象棋世界冠军GarryKasparov,是一个里程碑意义的事件。

当前人工智能处于第三个发展高潮期,得益于算法、数据和算力三方面共同的进展。2006年加拿大Hinton教授提出了深度学习的概念,极大地发展了人工神经网络算法,提高了机器自学习的能力,随后以深度学习、强化学习为代表的算法研究的突破,算法模型持续优化,极大地提升了人工智能应用的准确性,如语音识别和图像识别等。随着互联网和移动互联的普及,全球网络数据量急剧增加,海量数据为人工智能大发展提供了良好的土壤。大数据、云计算等信息技术的快速发展,GPU、NPU、FPGA等各种人工智能专用计算芯片的应用,极大地提升了机器处理海量视频、图像等的计算能力。在算法、算力和数据能力不断提升的情况下,人工智能技术快速发展。

近年来,深度学习+大数据+并行计算共同推动人工智能技术实现跨越式发展。“人工智能+”应用已开始落地开花,从智能安防,到智能客服,再到智慧教育和智慧医疗等。基于人工智能技术的各种产品在各个领域代替人类从事简单重复的体力或脑力劳动,大大提升了生产效率和生活质量,也促进了各个行业的发展和变革。

得益于深度学习等AI技术的进步,以及Al在各个行业的深入应用,产业发展迅速。根据沙利文的统计预测,2019年全球人工智能行业的市场规模约为1917亿美元,初步估计2020年全球市场规模将达到2335亿美元。

2、独角兽企业增长23家,科技巨头纷纷布局

近年来,人工智能成为全球关注的焦点之一。各国均大力发展人工智能,人工智能相关企业飞速增长。根据《2020胡润全球独角兽榜》显示,全球人工智能行业有63家独角兽上榜,2019年独角兽榜中人工智能相关独角兽企业仅有40家。

全球科技巨头也都纷纷布局人工智能。在美国地区,Google打造Googlenssistant智能助手,开发TPU芯片。Facebook同样组建芯片团队,开发人工智能助理。苹果打造siri,发布人工智能芯片A11Bionic。国内,百度也推出智能语音助理DuerOS,发布云计算加速芯片XPU。

2、美国拥有高层次学者数量最多

A1高层次学者是指入选AI2000榜单的2000位人才,由于存在同一学者入选不同领域的现象,经过去重处理后,AI高层次学者共计1833位。从国家角度看AI高层次学者分布,美国A1高层次学者的数量最多,有1244人次,占比62.2%,超过总人数的一半以上,且是第二位国家数量的6倍以上。中国排在美国之后,位列第二,有196人次,占比9.8%。德国位列第三,是欧洲学者数量最多的国家;其余国家的学者数量均在100人次以下。

——以上数据参考前瞻产业研究院《中国人工智能行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

人工智能对人类造成冲击实际是哪年

人工智能是在1956年达特茅斯会议上首先提出的。该会议确定了人工智能的目标是“实现能够像人类一样利用知识去解决问题的机器”。虽然,这个梦想很快被一系列未果的尝试所击碎,但却开启了人工智能漫长而曲折的研究历程。

人工智能的第一次高潮始于上世纪50年代。在算法方面,感知器数学模型被提出用于模拟人的神经元反应过程,并能够使用梯度下降法从训练样本中自动学习,完成分类任务。另外,由于计算机应用的发展,利用计算机实现逻辑推理的一些尝试取得成功。理论与实践效果带来第一次神经网络的浪潮。然而,感知器模型的缺陷之后被发现,即它本质上只能处理线性分类问题,就连最简单的异或题都无法正确分类。许多应用难题并没有随着时间推移而被解决,神经网络的研究也陷入停滞。

人工智能的第二次高潮始于上世纪80年代。BP(BackPropagation)算法被提出,用于多层神经网络的参数计算,以解决非线性分类和学习的问题。另外,针对特定领域的专家系统也在商业上获得成功应用,人工智能迎来了又一轮高潮。然而,人工神经网络的设计一直缺少相应的严格的数学理论支持,之后BP算法更被指出存在梯度消失问题,因此无法对前层进行有效的学习。专家系统也暴露出应用领域狭窄、知识获取困难等问题。人工智能的研究进入第二次低谷。

人工智能四个流派

一般来讲,我们可以把人工智能研究划分为四大流派。每个流派的目标稍有不同,研究方法常常大相径庭。

第一个流派我们称之为“传统人工智能”。这个流派确实试图构建能复制人类行为的计算机系统,指责其想用机器取代人类还不算冤枉。

第二个是广为人知的“人机交互”(humancomputerinteraction),它是当今计算机科学的几个较大分支学科之一。

第三个被称之为“机器学习”(machinelearning)。

第四为“人造的人工智能”(artificialartificialintelligence)这一领域,更众所周知的是“集体智慧”(collectiveintelligence)。

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