人工智能领域术语学习笔记

记录学习一些人工智能领域的专业名词含义,方便理解。

人工智能

1956年夏天,计算机科学家约翰·麦卡锡(John McCarthy)首次提出”人工智能”(AI)这个概念。

人工智能指的是,通过软件和硬件,来完成通常需要人类智能才能完成的任务。它的研究对象,就是在机器上模拟人类智能。

机器学习

早期,人工智能研究分成两个阵营。

第一个阵营是规则式(rule-based)方法,又称专家系统(expert systems),指的是人类写好一系列逻辑规则,来教导计算机如何思考。

可想而知,对于复杂的、大规模的现实问题,很难写出完备的、明确的规则。所以,这种方法的进展一直很有限。

第二个阵营就是机器学习(machine learning),指的是没有预置的规则,只是把材料提供给计算机,让机器通过自我学习,自己发现规则,给出结果。

神经网络

神经网络(neural network)是机器学习的一种主要形式。

神经网络就是在机器上模拟人脑的结构,构建类似生物神经元的计算网络来处理信息。

一个计算节点就是一个神经元,大量的计算节点组成网络,进行协同计算。

神经网络需要极大的算力,以及海量的训练材料。以前,这是难以做到的,所以20世纪70年代开始,就陷入了停滞,长期没有进展。

深度学习

深度学习是神经网络的一种实现方法,在20世纪80年代由杰弗里·辛顿提出。它让神经网络研究重新复活。

深度学习是一种让多层神经元可以进行有效计算的方法,大大提高了神经网络的性能。”深度学习”这个名字,就是比喻多层神经元的自主学习过程。

多层神经元包括一个输入层和一个输出层,它们之间有很多中间层(又称隐藏层)。以前,计算机算力有限,只能支撑一两个中间层,深度学习使得我们可以构建成千上万个中间层的网络,具有极大的”深度”。

Transformer

早些年,深度学习用到的方法是卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)。

2017年,谷歌的研究人员发明了一种新的深度学习处理方法,叫做 Transformer(转换器)。

Transformer 不同于以前的方法,不再一个个处理输入的单词,而是一次性处理整个输入,对每个词分配不同的权重。

这种方法直接导致了2022年 ChatGPT 和后来无数生成式 AI 模型的诞生,是神经网络和深度学习目前的主流方法。

由于基于 Transformer 的模型需要一次性处理整个输入,所以都有”上下文大小”这个指标,指的是一次可以处理的最大输入。

比如,GPT-4 Turbo 的上下文是 128k 个 Token,相当于一次性读取超过300页的文本。上下文越大,模型能够考虑的信息就越多,生成的回答也就越相关和连贯,相应地,所需要的算力也就越多。

Token 词元

Token,也称为标记或词元,是语言处理中的一个基本单元。它通常代表一个单词、标点符号或一个特定的符号序列。Token是文本的基本组成单元,用于表示文本中的有意义的语言元素。例如,“Hello, world!”这个句子可以被划分为多个Token:“Hello”、“,”、“world”和“!”。

深度学习成为当今显学的原因

深度学习成为当今显学的主要原因是性能优越。实际上深度学习的基础技术几十年前就已经提出来了,那为什么最近十多年深度学习才开始火热?这主要是制约深度学习的两大因素:大数据集和高性能硬件在十多年前才达到深度学习的门槛。大数据集使深度学习能够充分的进行训练,而高性能硬件如CPU和GPU使深度学习的训练速度以指数级提升。

参考链接

  1. 自然语言处理中的文本token和tokenization详解,by KAKAKA.
  2. 深度学习基础介绍,by Yunhui1998.
  3. It all started with a Perceptron,by Vincent.
  4. 科技爱好者周刊(第 330 期):李开复梳理人工智能,by 阮一峰.