## 人工智能 、 机器学习、 深度学习的概念和关系  * 人工智能 （Artificial Intelligence）AI- 机器展现出人类智慧 * 机器学习 （Machine Learning) ML, 达到人工智能的方法 * 深度学习 （Deep Learning）DL,执行机器学习的技术 从范围上来说： AI > ML > DL 从逻辑关系上： AI是目标， ML是手段， DL是技术 ### 概念 * **人工智能（AI）**：人工智能是一门技术科学，旨在模拟、延伸和扩展人的智能。它涵盖了广泛的理论、方法、技术及应用系统，是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。 * **机器学习（ML）**：机器学习是人工智能的一个子领域，它专门研究计算机如何模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，并重新组织已有的知识结构来不断改善自身的性能。机器学习涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。 * **深度学习（DL）**：深度学习是机器学习的一个子集，也是目前最热门的研究方向之一。它通过搭建深层的神经网络模型来处理任务，如图像分类、语音识别等。深度学习的核心是学习样本数据的内在规律和表示层次，帮助机器实现类似于人类的分析学习能力。 ### 区别 1. **技术层次**：人工智能是一个更广泛的领域，而机器学习和深度学习则是其重要组成部分。深度学习是机器学习的一个子集，特别侧重于通过深层的神经网络模型来进行学习。 2. **模型复杂度**：机器学习的模型可以简单到线性模型和统计模型，而深度学习的模型则通常更为复杂，包含多层神经网络。 3. **数据处理**：深度学习通常需要处理大量的数据，尤其是在图像、语音等非结构化数据方面表现出色。相比之下，机器学习对数据量的要求并不那么严格。 4. **算法**：传统机器学习算法大多基于统计学，而深度学习则更多地依赖于神经网络和复杂的隐藏层算法。 5. **可解释性**：机器学习模型通常较为简单，具有一定的可解释性。而深度学习模型由于其复杂性和黑箱性质，通常难以解释。 6. **应用领域**：机器学习广泛应用于推荐系统、数据挖掘等领域；而深度学习则更多地应用于图像识别、语音识别、自然语言处理等复杂任务 ### 关联 一、概念层面 1. 人工智能（AI）： * 定义：研发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 * 特点：涵盖了广泛的技术领域，如自然语言理解、图像识别、语音识别等。 2. 机器学习（ML）： * 定义：人工智能的一个子领域，专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构，使之不断改善自身的性能。 * 方法：通过数据和算法，自动调整模型参数，实现预测和分类等功能。 3. 深度学习（DL）： * 定义：机器学习的一个子方向，通过构建深度神经网络模型来实现大规模数据的自动分类和预测。 * 特点：利用深层的神经网络模型处理任务，尤其在图像识别、语音识别等领域有出色表现。 二、关系层面 1. 人工智能是一个大的概念，涵盖了多个子领域和技术方向。 2. 机器学习是人工智能的一个重要组成部分和实现方式，它赋予了计算机自动学习和优化的能力。 3. 深度学习是机器学习的一个高级形式或特殊分支，它通过深度神经网络模型实现了更复杂的任务处理和数据预测。 三、技术层面 1. 人工智能是一个综合性的领域，包括机器学习、深度学习、专家系统等多种技术。 2. 机器学习是实现人工智能的一种方法，它基于数据和算法来训练和优化模型。 3. 深度学习则是机器学习的一个子方向，通过深层的神经网络模型来处理任务，具有更强大的表示能力和泛化能力。 四、应用层面 1. 人工智能的应用非常广泛，包括但不限于语音识别、图像识别、自然语言处理、智能推荐等。 2. 机器学习在实际应用中有着广泛的应用领域，如推荐系统、数据挖掘等。 3. 深度学习则在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域中表现出色，成为目前最为流行的实现方式之一。 ## 人工智能 、 机器学习、 深度学习的具体应用示例 一、人工智能（AI）示例 人工智能的应用广泛，以下是一些具体的示例： 1. **无人驾驶汽车**：利用AI技术实现车辆的自主导航、障碍物识别、决策控制等功能。例如，谷歌的Waymo和特斯拉等公司都在积极研发无人驾驶汽车技术。 2. **智能医疗**：AI在医疗领域的应用包括医学影像分析、疾病诊断和治疗辅助等。例如，IBM的Watson医疗助手可以通过分析医疗图像和病历数据，帮助医生进行更准确的诊断。 3. **智能家居**：AI技术可以在家居领域实现智能化控制、安全监控等功能。例如，通过智能家居系统，用户可以远程控制家中的灯光、温度、安全监控等设备。 二、机器学习（ML）示例 机器学习是AI的一个重要组成部分，以下是一些具体的ML示例： 1. **推荐系统**：基于用户的浏览历史、购买记录等信息，使用机器学习算法为用户推荐相关产品或服务。例如，电商平台中的“猜你喜欢”功能就是典型的机器学习应用。 2. **图像分类**：利用机器学习算法对图像进行自动分类。例如，使用支持向量机（SVM）或卷积神经网络（CNN）对动物、植物、建筑等图像进行分类。 3. **情感分析**：通过机器学习算法分析文本中的情感倾向，如正面、负面或中性。这在社交媒体分析、客户服务等领域有广泛应用。 三、深度学习（DL）示例 深度学习是机器学习的一个子领域，以下是一些具体的DL示例： 1. **图像识别**：深度学习在图像识别领域取得了显著成果，尤其是在人脸识别、目标检测等方面。例如，使用深度学习算法可以实现对人脸的精确识别，进而实现刷脸支付、人脸门禁等功能。 2. **语音识别**：深度学习在语音识别领域也有广泛应用，如智能语音助手、语音搜索等。例如，苹果的Siri和亚马逊的Alexa等智能语音助手就是基于深度学习技术实现的。 3. **自然语言处理**：深度学习在自然语言处理（NLP）领域也有广泛应用，如机器翻译、文本生成等。例如，谷歌的神经机器翻译系统就是基于深度学习技术实现的，可以实现高效、准确的跨语言翻译。 ## GAI的概念以及与AI的区别和关系 GAI，即生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence），是一种能够创造新内容的人工智能技术。它不同于传统的、基于规则或统计分析的人工智能方法，而是基于机器学习和深度学习算法，通过从大量数据中学习特定的模式或风格，然后生成新的内容。GAI的核心能力在于其创新性输出，包括但不限于文本、图像、音频、代码甚至三维模型等多元形式的数据。 ### GAI的特点 1. 创新性：GAI能够根据训练数据集的模式和规律自主创建全新的内容，具有高度的创新性。 2. 多样性：GAI能够生成多种形式的内容，如文本、图像、音频等，满足不同领域的需求。 3. 高效性：通过深度学习和神经网络等技术，GAI能够快速地学习并生成高质量的内容。 ### GAI与AI的区别 1. 范畴大小：AI是一个广泛的概念，涵盖了模拟、延伸和扩展人类智能的所有技术，包括机器学习、深度学习、自然语言处理等多个子领域。而GAI则是AI的一个子集或特定类型，专注于生成新的内容。 2. 功能与应用：AI的功能和应用非常广泛，包括决策支持、预测分析、自动化控制等。而GAI则更侧重于内容创作和生成，如文章、诗歌、图像、视频等的创作和生成。 3. 技术特点：AI包含了多种技术，如机器学习、深度学习、自然语言处理等。而GAI则主要基于深度学习和神经网络等技术，通过从大量数据中学习并生成新的内容。 4. 创新性：虽然AI在某些领域也表现出一定的创新性，但GAI的创新性更为突出。它能够通过学习和模仿生成全新的、前所未有的内容，展示了从海量数据中提炼知识进而创造新知识的智能化能力。 ## ChatGPT的概念以及其与GAI的关系 ChatGPT是一款由OpenAI开发的聊天机器人模型，它能够模拟人类的语言行为，与用户进行自然的交互。ChatGPT建立在OpenAI的GPT-3.5大型语言模型之上，并采用了监督学习和强化学习技术进行了微调。它使用了Transformer架构作为深度学习模型的基础，具有很强的表达能力和学习能力。ChatGPT的应用场景广泛，包括对话机器人、问答系统、客服机器人等，并可以应用于各种自然语言处理任务，如文本摘要、情感分析和信息提取等。 **ChatGPT与GAI的关系** 1. **技术基础**： * ChatGPT作为一种高级别的聊天机器人模型，其技术基础与GAI（生成式人工智能）紧密相关。GAI强调生成新内容的能力，而ChatGPT正是通过其强大的生成能力，为用户提供个性化的回答和回复。 2. **应用场景**： * ChatGPT在内容生成方面的应用与GAI的目标相契合。GAI旨在通过生成新内容来辅助或替代人类的创作过程，而ChatGPT则可以通过其自然语言处理能力，为用户提供包括文本、代码等多种形式的生成内容。 3. **创新性与发展**： * ChatGPT的发展进一步推动了GAI技术的进步。随着ChatGPT在对话系统、问答系统等领域的应用和优化，GAI在内容生成方面的能力也得到了进一步的提升。 4. **持续学习**： * ChatGPT具有持续学习的能力，这也是GAI的一个重要特点。通过不断的训练和反馈，ChatGPT能够不断改进和优化自己的性能，为用户提供更加准确、丰富的回答。这种能力使得ChatGPT在GAI领域具有更高的应用价值和潜力。 ## 其他的GAI 工具 除了OpenAI的ChatGPT之外，GAI（生成式人工智能）领域还有众多其他工具。以下是一些主要的GAI工具，它们各自具有独特的功能和应用场景， 比如： 1. **Google Bard**： * 功能：Google的试验性会话式生成AI聊天机器人，使用NLP和机器学习快速回应各种询问。 * 应用场景：包括生成文本、翻译语言、回答问题以及生成创意内容等。 * 特点：用户友好的界面和多项便利的功能，如编辑之前的问题和在任何点重启对话的能力。 2. **Microsoft Azure AI服务**： * 功能：提供多种AI服务，包括语音识别、图像识别等。 * 应用场景：企业可以使用Azure的AI服务构建智能应用，如智能客服、图像识别系统等。 * 特点：作为微软的云平台，Azure提供了广泛的AI解决方案，支持企业快速开发智能应用。 3. **IBM Watson**： * 功能：一个认知计算系统，能够处理大量数据，并提供洞察和分析。 * 应用场景：Watson可以应用于医疗诊断、金融分析、客户服务等领域，帮助企业和机构做出更准确的决策。 * 特点：Watson在多个领域都有成功的应用案例，展示了其强大的数据分析和处理能力。 4. **Amazon Alexa**： * 功能：一个智能个人助理，能够进行语音交互，控制智能家居设备，并提供信息查询等功能。 * 应用场景：用户可以通过语音命令与Alexa进行交互，如播放音乐、查询天气、控制智能灯泡等。 * 特点：Alexa作为智能家居的入口，为用户提供了便捷的语音交互体验。 5. **TensorFlow**： * 功能：一个开源的机器学习框架，由Google Brain团队开发，用于数据分析和机器学习项目。 * 应用场景：开发者可以使用TensorFlow构建和训练各种机器学习模型，应用于图像识别、语音识别、自然语言处理等领域。 * 特点：TensorFlow拥有强大的社区支持和丰富的资源，是机器学习领域的重要工具。 6. **Bing AI**： * 功能：从网络上收集答案以回答用户的查询，不仅是一个AI语言模型，还能接入互联网并浏览网络找到文档、视频等。 * 应用场景：适用于在线搜索和智能问答系统。 * 特点：Bing AI的个性化推荐和对话风格选项为用户提供了更加丰富的搜索体验。 7. **YouChat**： * 功能：一款AI驱动的聊天机器人搜索引擎，通过自然语言输入接收答案。 * 应用场景：适用于在线查询和客服系统。 * 特点：YouChat利用语言模型和算法的组合提供准确、相关和直观的回应，并支持跨平台同步。 8. **Jasper AI**： * 功能：一款帮助营销人员、企业主和品牌快速写出准确的SEO友好内容的写作软件。 * 应用场景：内容营销、广告文案创作等。 * 特点：Jasper AI提供了超过50个AI驱动的写作模板，支持多种语言，并可以生成数字艺术。 ## ChatGPT 3.5, ChatGPT 4, ChatGPT4o ### ChatGPT 3.5 介绍 **一、概述** ChatGPT 3.5是OpenAI在ChatGPT系列基础上进行改进的一款AI模型，它在自然语言处理方面展现出了非常强大的能力，能够进行对话、阅读、生成文本等多种任务。 **二、主要特点** 1. **模型规模与参数**：ChatGPT 3.5的预训练模型包含了1750亿个参数，是目前最大的自然语言处理模型之一。 2. **多语言支持**：该模型可以处理多种语言，包括英语、西班牙语、德语、法语、意大利语、荷兰语、俄语、韩语、日语、阿拉伯语和中文等。 3. **自适应回复**：采用“Adaptive Prompt”技术，可以根据用户输入的上下文和意图自适应地生成回复。 4. **广泛的应用场景**：ChatGPT 3.5可用于生成对话、回答问题、提供建议等任务，是深度学习技术的巅峰之作之一。 **三、应用前景** ChatGPT 3.5在人工智能领域有着广泛的应用前景，包括但不限于在线客服和支持、虚拟助手和个性化服务、内容生成和创意辅助、教育和培训等。 ### ChatGPT 4 介绍 **一、概述** ChatGPT 4.0是OpenAI开发的最新一代大型语言模型，是ChatGPT的升级版本。它在多个自然语言处理任务中的表现都比之前的版本更好，具有更强的适应性和通用性。 **二、主要特点** 1. **多模态输入**：ChatGPT 4.0首次支持接受图像或文本输入，并发出文本输出，实现了多模态的理解和生成。 2. **视觉变换器（ViT）**：采用了一种新颖的架构，称为视觉变换器（Vision Transformer），用于处理图像输入。 3. **跨注意力机制**：增加了图像编码器和文本编码器之间的跨注意力机制，使得两种类型的输入可以相互影响和参考。 4. **增强的功能和性能**：ChatGPT 4.0在对话能力、知识库、创造力、推理和解决问题能力等方面都有显著提升。 5. **训练数据量**：ChatGPT 4.0的训练数据量是ChatGPT 3.0的100倍以上，包含了截至2022年互联网上的几乎所有文本信息。 ### ChatGPT 4o OpenAI 于2024年5月14日正式宣布推出 GPT-4o，这一消息迅速在科技界引起了巨大反响。 GPT-4o，其中 "o" 代表 "omni"，即全能之意。这一模型不仅在文本处理上达到了前所未有的水平，更在图像和语音处理方面取得了重大突破。GPT-4o 能够实时对音频、视觉和文本进行推理，提供与人类相似的响应时间。 **GPT-4o 的技术亮点包括：** * **实时音频输入响应：** GPT-4o 能够在最快232毫秒内响应音频输入，平均响应时间为320毫秒，几乎接近人类在交谈中的响应时间。 * **多模态交互：**该模型可以接受文本、音频和图像三者组合作为输入，并生成文本、音频和图像的任意组合输出，这标志着向更自然人机交互迈出的重要一步。 * **安全性与伦理：** GPT-4o 在设计中内置了跨模式的安全性，并与外部专家合作，以识别和减少新增加的模式可能引入或放大的风险。 * **性能提升：** 在传统基准测试中，GPT-4o 在文本、推理和编码等方面实现了与 GPT-4 Turbo 级别相当的性能，同时在多语言、音频和视觉功能方面的表现分数也创下了新高。 ***** ***** ### 数据归一化 数据标准化（归一化）处理是数据挖掘的一项基础工作，不同评价指标往往具有不同的量纲和量纲单位，这样的情况会影响到数据分析的结果，为了消除指标之间的量纲影响，需要进行数据标准化处理，以解决数据指标之间的可比性。原始数据经过数据标准化处理后，各指标处于同一数量级，适合进行综合对比评价 ### 机器学习与深度学习的框架 * Scikit-learn： 机器学习的框架 * 2013 华人贾扬清开发出第一个面向深度学习的框架Caffe。C++编写 * Theano： 加拿大科学家开发‘ * Google收购 Theano之后，借鉴Keras开发了TensorFlow * PyTorch - FaceBook的框架 * Chainer - 日本科学家 * MXNet - 亚马逊深度学习框架 * NUS SINGA - Apache 的下一个孵化项目 Keras由Python编写，Keras 提供了深度学习的接口，基于TensorFlow、Theano以及CNTK后端， ### 概念 #### 张量 Tensor， 向量、矩阵的自然推广，使用张量表示广泛的数据类型。 0阶张量， 即标量，也就是一个数 1阶张量， 向量， 2阶张量， 矩阵 3阶张量， 立方体 #### TensorFlow中的 th与tf th , Theano模式， 100张RGB三通道的16*32 的彩色图表示为(100,3,16,32) 第0个维度：样本维，样本数量 第1个维度：通道维， 颜色 第2个维度：高度 第3个维度： 宽度 #### 泛型模型 原本的Keras有两种模型， Sequential（序贯模型，单输入单输出）和Graph（图模型，多输入多输出）。 现在图模型被移除，增加了“functional model API”， 一般模型， 泛型模型。 #### Anaconda 是什么？ Anaconda 包括Conda、Python以及其他安装好的工具包， 比如 numpy，pandas等。 conda 包和环境管理器，可以在同一个机器安装不同版本的软件包及依赖，并能够在不同的环境之间切换。 安装Anaconda之后就可以不需要再单独安装Python等。 https://blog.csdn.net/weixin_44707982/article/details/88201786 ### pytorch 根据环境设置产生安装命令 https://pytorch.org/get-started/locally/#mac-anaconda pip install torch==1.4.0+cpu torchvision==0.5.0+cpu -f https://download.pytorch.org/whl/torch_stable.html ## 参考 * [https://blogs.nvidia.com/blog/whats-difference-artificial-intelligence-machine-learning-deep-learning-ai/](https://blogs.nvidia.com/blog/whats-difference-artificial-intelligence-machine-learning-deep-learning-ai/)