了解人工智慧的第一本書

了解人工智慧的第一本書:機器人和人工智慧能否取代人類?

第一章 何謂人工智慧:專家與社會大眾的認知落差[p45]

把世人稱為人工智慧的那些東西整理出來後,可以分為四個級別:[58]

  • 第一級:把純粹的控制程式稱為「人工智慧」
    • 空調、吸塵器、洗衣機,電動刮鬍刀等
  • 第二級:典型的人工智慧
    • 象棋程式、掃地機器人、會回答問題的人工智慧等
  • 第三級:加入機器學習的人工智慧
    • 內建於搜尋引擎,會根據大數據自動作出判斷的那種。
    • 根據資料,學習如何把輸入與輸出間牽上關係
  • 第四級:加入深度學習的人工智慧
    • 懂得學會在機器學習時用於表示資料的變數
    • 特徵表達學習

第二章 「推論」與「探索」的時代:第一次人工智慧熱潮[67]

AI 熱潮與寒冬時代:[p68]

  • 第一次熱潮出現在 1950 後半至 1960: 推論與探索的年代
    • 運用電腦針對特定問題作「推論、探索」並予以解決
    • 只能解決玩具問題,無法應付複雜的現實問題
    • 1970 進入寒冬
  • 第二次熱潮出現在 1980: 知識的時代
    • 把「知識」輸入電腦,讓它變聰明,全盛時期的各種「專家系統」
    • 記述與管理知識並不容易
    • 1995 進入寒冬
  • 第三次熱潮:機器學習與特徵表達學習的時代
    • 兩股大浪潮合併在一起
      • 大數據時代變得常見的機器學習
      • 深度學習(特徵表達學習)
  • 運用探索樹走出迷宮 [74]
  • 河內塔 [78]
  • 機器人的行動規劃[80]
  • 對手的存在會讓組合變得龐大[82]
  • 西洋棋與象棋戰勝人類[84]
    • minmax method
  • 秘訣一:找出好的特徵量 [87]
  • 秘訣二:以蒙地卡羅法改變評鑑機制 [88]
      • 尤其適用於圍棋

第三章 只要輸入「知識」就會變聰明:第二次人工智慧熱潮[93]

  • 與電腦交談[94]
    • 1964 年的 ELIZA 交談系統
  • 以專家系統取代專家[97]
    • MYCIN 對傳染性血液疾病的患者做診斷
  • 專家系統的課題[99]
    • 知識增加、規則變多後,可能彼此間有所矛盾,或前後不一致
    • 常識級的知識很難處理
  • 如何表達知識[100]
    • 語意網路
  • 為求正確記述知識而做本體論(ontology)研究[103]
  • 重量級本體論與輕量級本體論 [106]
    • 重量級:人類該如何藉由認真思考,將知識逐一記述出來
    • 輕量級:持續將資料讀進電腦,有電腦自動找出概念與概念之間的關聯性
  • 華生(Watson,IBM開發的人工智慧系統)[108]
  • 機器翻譯的困難之處 [112]
  • 框架問題(frame problem) [114]
  • 符號接地問題(symbol grounding problem)[116]
    • 人工智慧能否把符號(文字列、字句)以及它所代表的意義連結在一起
  • 過於前衛的「第五代電腦」[118]
  • 第二次人工智慧熱潮就這樣結束了 [120]

第四章 「機器學習」悄悄地在擴大地盤:第三次人工智慧熱潮(二之一)[123]

  • 資料的增加與機器學習 [124]
    • 統計自然語言處理(statistical natural language processing)
  • 所謂的「學習」就是「分類」[126]
  • 有老師的學習、沒老師的學習[128]
    • 有老師:預先準備好有「輸入」與「正確輸出(分類方式)」在內的訓練資料
    • 沒老師:只給電腦輸入用的資料,讓它找出隱藏在資料當中的結構
  • 「分類方式」也分很多種[130]
    • 最鄰近法(nearest neighbor)
    • 間單貝式分類法(Naive Bayes)
    • 決策樹(decision tree)
    • 支持向量機(support vector machine)
    • 神經網路(Neural Network)
  • 透過神經網路辨識手寫文字[139]
    • MNIST data set
    • error back propagation [142]
  • 「學習」固然花時間,但「預測」只要一瞬間[144]
    • 機器學習分兩階段:建立神經網路的「學習階段」,運用所建立神經網路導出正確答案的「預測階段」
  • 機器學習時的難題[147]
    • feature engineering 的部分,也就是特徵量的設計
  • 為何至今未能實現人工智慧?[151]
    • 輸入知識可以讓人工智慧變聰明,但「知識」卻怎麼也寫不完。
    • 框架問題
    • 符號接地問題
    • 特徵量設計還是要人類經手
    • 符號就是概念(signifie, 符號義)與名稱(signifiant, 符號具)表裡一致而連結起來的東西[152]

第五章 打破寂靜的「深度學習」:第三次人工智慧熱潮(二之二)[155]

  • 深度學習開啟了新時代[156]
  • 自動編碼器將輸入等同於輸出[161]
    • 一層層逐層學習下去
    • 使用自動編碼器(auto encoder)當成「資訊壓縮器」
    • "On Intelligence" by Jeffry Hawkins
  • 根據日本全國的天氣推敲地區天氣
  • 手寫文字中的「資訊量」
  • 往深處多挖掘好幾層[172]
    • 正中央的隱藏層往上拉
    • 輸入層跟輸出曾相同,所以疊合在一起
    • 從最下方輸入圖像,愈往上走抽象度愈高,形成高層次的特徵量
    • 各種具體的「手寫的3」經過四、五次一再抽象化後,出現的就是「典型的3」,這正是「3的概念」
    • 一但掌握了「典型的3」「典型的5」等概念,只要再教它概念的名稱,讓他知道「這是3」「這是5」就行了
  • 谷歌(Google)的貓咪辨識
    • 根據資料創造出概念,原本該算是不需要教學資料的「無師學習」。但以深度學習來說,卻是採取「有師學習」般的手法來實施「無師學習」
    • 最後運用得到的特徵量在分類時,告知「這是貓」「那是狗」,給予正確答案的標籤,又變成有師學習
  • 大幅發展的關鍵在於「強固性」[180]
    • 深度學習在做的是,只是把主成份分析弄成非線性、弄成多層而已
    • 深度學習只是從資料中找出特徵量與概念,再運用這些東西找出更多東西而已
    • 運用無師資料提升有師學習之精度的想法很早就有,只是以前的人想法本身沒錯,但做法錯了
  • 如何提升強固性[184]
    • 加入雜訊
    • 讓神經網路部分神經元停止運作,隨機讓隱藏曾失去 50% 的神經元
  • 回到基本命題

第六章 人工智慧會超越人類嗎:深度學習之後還有什麼 [191]

  • 深度學習起的技術進展 [192]
    • 根據圖像得到特徵表達與概念
      • in: 圖像資料
      • out: 提升圖像辨識的精確度
    • 多模式之特徵表達與概念
      • 除了視覺外,還結合聽覺、觸覺等五感
      • in: 觀測資料(影片+聲音+壓力等)
      • out: 環境識別、行為預測
    • 將「行為與結果」抽象化
      • in: 自己的行為資料 + 觀測資料
      • out: 規劃、解決框架問題
    • 透過一連串行為從現實世界中抽出特徵量 [197]
      • in: 嘗試錯誤下的連續行為資料
      • out: 推論、本體論,對狀況高度認識
    • 讓語言與概念接地
      • in: 語言資料
      • out: 符號接地問題、語言理解
    • 透過語言得到知識
      • in: 人類累積下來的大量語言資料
      • out: 消除取的知識的瓶頸,高層次社會預測
  • 人工智慧不具有本能
  • 電腦有創造力嗎?[208]
    • 概念的取得,或說特徵量的取得,正是一種創造力
  • 智慧的社會意義
  • 奇點真的會出現嗎?
  • 假如人工智慧征服人類
  • 人工智慧必須造福大眾

終章 逐漸轉變的世界:對產業與社會的影響以及戰略

  • 逐漸轉變的事物
  • 對於產業造成的漣漪效應
  • 人工智慧的影響慢慢擴增
  • 不久的將來會消失與留存的職業
  • 人工智慧催生的新事業
  • 人工智慧與軍事
  • 「知識轉移」改變了產業結構
  • 人工智慧技術遭獨占的可怕之處
  • 日本人工智慧發展的課題
  • 人才的多寡是逆轉的王牌
  • 要對偉大的前輩抱持謝意
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