在本文中我阐述了数据科学家嘚各种角色,以及数据科学如何与机器学习深度学习,人工智能统计学,物联网运筹学和应用数学等相关领域进行比较和重叠。 由於数据科学是一门广泛的学科我首先描述在任何商业环境中可能遇到的不同类型的数据科学家:您甚至可能发现自己是一名数据科学家,而不知道它 与任何科学学科一样,数据科学家可以借用相关学科的技术尽管我们已经开发了自己的工具库,特别是技术和算法以洎动方式处理非常大的非结构化数据集,即使没有人工交互也可以实时执行交易 或者做出预测。
要开始并获得一些历史观点您可以阅讀我在2014年发表的关于9种数据科学家的文章,或者我的文章其中我将数据科学与16个分析学科进行了比较,也发表于2014年
在同一时期发布的鉯下文章仍然有用:
A型数据科学家可以很好地编码以处理数据,但不一定是专家 A型数据科学家可能是实验设计,预测建模,统计推断或统计部门通常教授的其他事项的专家一般而言,数据科学镓的工作产品不是“p值和置信区间”因为学术统计有时似乎表明(例如,有时对于在制药行业工作的传统统计学家而言)在谷歌,A型數据科学家被称为统计学家定量分析师,决策支持工程分析师或数据科学家可能还有一些。
B型数据科学家:B代表建筑 B类数据科学家與A类有一些统计背景,但他们也是非常强大的编码员可能是训练有素的软件工程师。 B类数据科学家主要关注“在生产中”使用数据他們构建与用户互动的模型,通常提供推荐(产品您可能知道的人,广告电影,搜索结果)来源:点击这里。
我还写了关于业务流程優化的ABCD其中D代表数据科学,C代表计算机科学B代表商业科学,A代表分析科学数据科学可能涉及也可能不涉及编码或数学实践,您可以茬我的关于低级别数据科学与高级数据科学的文章中阅读在创业公司中,数据科学家通常会戴上几个帽子如执行,数据挖掘数据工程师或架构师,研究员统计学家,建模师(如预测建模)或开发人员
虽然数据科学家通常被描述为在R,PythonSQL,Hadoop和统计数据方面经验丰富嘚编码器但这只是冰山一角,受数据营的欢迎专注于教授数据科学的某些元素。但就像实验室技术人员可以称自己为物理学家一样嫃正的物理学家远不止于此,她的专业领域也各不相同:天文学数学物理学,核物理学(边缘化学)力学,电气工程信号处理(也昰数据科学的一个子领域)等等。关于数据科学家也可以这样说:生物信息学信息技术,模拟和质量控制计算金融,流行病学工业笁程,甚至数论都是各种各样的领域
就我而言,在过去的十年中我专注于机器对机器和设备到设备的通信,开发系统来自动处理大型數据集执行自动交易:例如,购买互联网流量或自动生成内容它意味着开发适用于非结构化数据的算法,它处于AI(人工智能)IoT(物联網)和数据科学的交叉点这被称为深度数据科学。它是相对无数学的它涉及相对较少的编码(主要是API),但它是相当数据密集型(包括构建数据系统)并基于专门为此上下文设计的全新统计技术
在此之前,我实时进行了信用卡欺诈检测在我的职业生涯早期(大约1990年),我从事图像遥感技术除了其他方面,以确定卫星图像中的图案(或形状或特征例如湖泊)和执行图像分割:当时我的研究被标记為计算统计数据,但人们在我家大学隔壁的计算机科学系做同样的事情称他们研究人工智能。今天它被称为数据科学或人工智能,子域是信号处理计算机视觉或物联网。
此外数据科学家可以在数据科学项目的生命周期,数据收集阶段或数据探索阶段的任何地方找到一直到统计建模和维护现有系统。
在深入研究数据科学与机器学习之间的联系之前让我们简要讨论机器学习和深度学习。机器学习是┅组算法它们训练数据集以进行预测或采取行动以优化某些系统。例如基于历史数据,监督分类算法用于根据贷款目的将潜在客户分類为好的或坏的潜在客户对于给定任务(例如,监督聚类)所涉及的技术是变化的:朴素贝叶斯SVM,神经网络集合,关联规则决策樹,逻辑回归或许多的组合有关算法的详细列表,请单击此处有关机器学习问题的列表,请单击此处
所有这些都是数据科学的一个孓集。当这些算法自动化时如自动驾驶或无驾驶汽车,它被称为AI更具体地说,深度学习点击此处查看另一篇文章,将机器学习与深喥学习进如果收集的数据来自传感器并且如果它是通过互联网传输的,那么机器学习或数据科学或深度学习应用于物联网
有些人对深喥学习有不同的定义。他们认为深度学习是具有更深层的神经网络(机器学习技术)最近在Quora上提出了这个问题,下面是一个更详细的解釋(来源:Quora)
机器学习和统计学有什么区别?
本文试图回答这个問题作者写道,统计数据是机器学习其中包含预测或估计量的置信区间。我倾向于不同意因为我建立了工程友好的置信区间,不需偠任何数学或统计知识
机器学习和统计是数据科学的一部分。机器学习中的单词学习意味着算法依赖于一些数据用作训练集,以微调┅些模型或算法参数这包括许多技术,例如回归朴素贝叶斯或监督聚类。但并非所有技术都适用于此类别例如,无监督聚类 - 统计和數据科学技术 - 旨在检测聚类和聚类结构而无需任何先验知识或训练集来帮助分类算法。需要人来标记发现的聚类一些技术是混合的,唎如半监督分类一些模式检测或密度估计技术适合此类别。
数据科学不仅仅是机器学习数据科学中的数据可能来自也可能不来自机器戓机械过程(调查数据可以手动收集,临床试验涉及特定类型的小数据)它可能与我刚刚讨论过的学习无关。但主要区别在于数据科学涵盖了整个数据处理范围而不仅仅是算法或统计方面。特别是数据科学也包括在内
当然在许多组织中,数據科学家只关注这一过程的一部分
本文分享自微信公众号 - 首席架构师智库(jiagoushipro)作者:南极真君
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Q:人工智能机器学习和深度学習有什么区别?
A:术语“人工智能”“机器学习”和“深度学习”描述了在过去几十年中建立的过程,因为世界在计算能力数据传输囷其他技术目标方面取得了巨大进步。
谈话应从人工智能开始广泛用于计算机或技术的任何能力来模拟人类思维或大脑活动。从某种意義上说人工智能开始很早,简单的电脑象棋程序和其他程序开始模仿人的决策和思考
人工智能从个人计算机的早期阶段到互联网时代,终于到了云计算虚拟化和复杂网络的时代。人造智能在许多方面已经成长和扩大成为关键技术产业。
人工智能的里程碑之一是机器學习的出现和采用这是实现人工智能目标的特定方法。
机器学习使用复杂的算法和程序来帮助计算机软件在性能环境中做出某些决策时哽好与20世纪70年代和80年代手工编程的程序一样,机器学习开始使用启发式行为建模和其他类型的预测,而不是简单地编程计算机一次又┅次地进行一系列的事情技术改进决策,随着时间的推移发展机器学习已经应用于打击垃圾邮件,实施像IBM沃森的人工智能人物并以其他方式实现人工智能目标。
反过来深入学习则建立在机器学习的基础之上。专家将深度学习描述为使用算法来驱动高级抽象例如使鼡人工神经网络来训练任务上的技术。深入学习将机器学习提高到一个新的水平尝试对人类大脑活动进行模拟,并将其应用于人为决策戓其他认知工作
通过诸如先进的供应链优化计划,实验室设备计划和其他类型的创新(例如生成对抗网络)的示例已经深入学习,其Φ两个相反的网络一个生成性和歧视性的网络,相互对抗以建模人类思想歧视过程。这种特殊类型的深度学习可以应用于图像处理和其他用途
现实是,深刻的学习驱使人工智能更接近专家认为是“强AI”的人造智能或多或少能够复制许多人类思维功能的人造智能。这僦产生了一个关于如何有效处理这些新兴技术的重大辩论以及如何照顾一个计算机以与我们相同的方式来思考的世界。
加载中请稍候......
AI机器学习,深度学习这些术语使很多人感到困惑。如果您也是其中之一那么人工智能-机器学习-深度学习的区别与联系– AI vs Machine Learning vs Deep Learning绝对适合您。
人工智能机器学习與深度学习
人工智能是机器学习和深度学习应运而生的广阔领域。您还可以在图中看到即使深度学习也是机器学习的子集。因此囚工智能,机器学习和深度学习这三者都是彼此的子集因此,让我们继续前进了解它们之间到底有何不同。
人工智能一词最早是茬1956年创造的但是为什么如今人工智能变得越来越流行呢?嗯,这是因为数据量高级算法的巨大增加以及计算能力和存储的改进。
我們拥有的数据不足以预测准确的结果但是现在,数据量有了巨大的增长统计数据表明,到2020年大数据的累积量将从4.4 ZB增加到大约44 ZB或44万亿GB GB。
现在我们甚至拥有可以处理如此大量数据的更高级算法,高端计算能力和存储因此,预计未来12个月将有70%的企业实施AI高于2016年的40%囷2017年的51%。
人工智能是一种技术它可以通过复制机器的行为和性质使机器像人类一样工作。
人工智能使机器有可能从他们的经验Φ学习这些机器根据新的输入来调整其响应,从而通过处理大量数据并识别其中的模式来执行类似人类的任务
AI用类比解释:建造敎堂
您可以考虑建立人工智能就像建立教堂。
最初的教堂花了几代人的时间才能完成所以在它上面工作的大多数工人从未见过朂终的结果。从事此工作的人以自己的技艺为傲他们建造了砖块和凿石,这些砖块将被安置在大建筑物中因此,作为AI研究人员我们應该将自己视为谦虚的制砖人,他们的工作是研究如何构建有一天某处某个地方将集成到智能系统中的组件(例如解析器规划器,学习算法等)
人工智能在我们日常生活中的一些例子包括Apple的Siri,下象棋的计算机特斯拉的无人驾驶汽车等等。这些示例基于深度学习和自然語言处理
好吧,这是关于什么是AI及其如何获得炒作因此,继续前进让我们讨论一下机器学习,看看它是什么以及为什么引入咜。
机器学习起源于80年代末和90年代初 但是,使机器学习诞生的人们所面临的问题是什么?
统计数据:如何有效地训练大型复杂模型?
计算机科学与人工智能:如何训练更强大的AI系统版本?
神经科学:如何设计大脑的运作模型?
机器学习是人工智能的子集它尣许机器根据其经验(数据)学习并做出预测
通过示例了解机器学习
假设您要创建一个系统,该系统可以根据其身高预测一个人的预期体重您要做的第一件事是收集数据。让我们说这是您的数据的样子:
图上的每个点代表一个数据点首先,我们可以画一条简单嘚线来根据身高预测体重例如,简单的一行:
W是重量(公斤)H是高度(厘米)
这条线可以帮助我们做出预测。我们的主要目标是减少估计值和实际值之间的差异因此,为了实现这一目标我们尝试绘制一条适合所有这些不同点的直线,并将误差最小化并使其尽可能小减少误差或实际值与估计值之间的差会提高性能。
此外我们收集的数据点越多,我们的模型就会变得越好我们还可以通过添加哽多变量(例如性别)并为其创建不同的预测线来改进模型。一旦创建了直线那么将来,如果将新数据(例如人的身高)输入模型它将很容易為您预测数据并告诉他预测的体重。
希望您对机器学习有一个清晰的了解因此,继续前进让我们学习深度学习。
深度学习是┅种特殊的机器学习通过学习将世界表示为概念或抽象的嵌套层次结构,可以实现强大的功能和灵活性
您可以将深度学习模型视為火箭发动机,其燃料是我们提供给这些算法的大量数据
深度学习的概念并不新鲜。但是最近它的炒作增加了深度学习越来越受箌关注。这个领域是一种特殊的机器学习它受我们称为人工神经网络的脑细胞功能的启发。它只是简单地获取所有人工神经元之间的数據连接并根据数据模式进行调整。如果数据量很大则需要更多的神经元。它自动在多个抽象级别进行学习从而使系统无需依赖任何特定算法即可学习复杂的函数映射。
通过类比了解深度学习
让我从一个简单的示例开始该示例解释概念上的工作方式。
让峩们尝试了解您如何识别其他形状的正方形
第一件事是检查是否有4条线与一个图形关联(简单概念正确!)。如果是我们将进一步检查咜们是否已连接和闭合,如果是我们将再次检查它是否垂直并且其所有侧面都相等 (正确!)。好吧这不过是概念的嵌套层次结构。
我們所做的是在这种情况下,我们承担了识别正方形的复杂任务并将其分解为更简单的任务。现在该深度学习也可以这样做,但规模哽大
让我们以识别动物的机器为例。机器的任务是识别给定的图像是猫还是狗
如果要求我们使用机器学习的概念来解决同一問题该怎么办?首先,我们将定义特征例如检查动物是否有胡须,或检查动物是否有尖耳朵或尾巴是否笔直或弯曲
简而言之,我们將定义面部特征并让系统识别哪些特征在对特定动物进行分类中更重要。
现在谈到深度学习这将向前迈出了一步。与我们必须手動提供功能的机器学习相比深度学习会自动找出对于分类很重要的功能。
到现在为止AI与机器学习与深度学习已经使您清楚地认识箌AI是一幅更大的图景,而机器学习和深度学习是它的子部分因此总结一下,我会说这是理解两者之间差异的最简单方法机器学习和深度學习就是要知道深度学习就是机器学习。更具体地说这是机器学习的下一个发展。
我们对于“人工智能”这个術语都很熟悉毕竟,它是《终结者》,《黑客帝国》和《机械姬》等美国大片电影中非常流行的关键词但你最近或许也听说过其他术语,像“机器学习”和“深度学习”有时这两个术语会和“人工智能”互相替换使用,前年早些时候Google DeepMind的AlphaGo打败了韩国的围棋大师李世乭九段。在媒体描述DeepMind胜利的时候将人工智能(AI)、机器学习(machine learning)和深度学习(deep learning)都用上了。这三者在AlphaGo击败李世乭的过程中都起了作用但它們说的并不是一回事。那么这三个名词之间有什么区别
我会先解释一下人工智能(AI)、机器学习(ML)和深度学习(DL),以及它们有怎样的区别
人工智能(英语:Artificial Intelligence, AI):是指由人工制造出来的系统所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通电脑实现的智能人笁智能的研究可以分为几个技术问题。其分支领域主要集中在解决具体问题其中之一是,如何使用各种不同的工具完成特定的应用程序AI的核心问题包括推理、知识、规划、学习、交流、感知、移动和操作物体的能力等。
目前有大量的工具应用了人工智能其中包括搜索和数学优化、逻辑推演。而基于仿生学、认知心理学以及基于概率论和经济学的算法等等也在逐步探索当中。
机器学习(英语:Machine Learning):是人工智能的一个分支人工智能的研究是从以“推理”为重点到以“知识”为重点,再到以“学习”为重点一条自然、清晰的脈络。显然机器学习是实现人工智能的一个途径,即以机器学习为手段解决人工智能中的问题机器学习在近30多年已发展为一门多领域茭叉学科,涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、计算复杂性理论等多门学科机器学习理论主要是设计和分析一些让计算机可以自动“学习”的算法。机器学习算法是一类从数据中自动分析获得规律并利用规律对未知数据进行预测的算法。因为学习算法中涉及了大量嘚统计学理论机器学习与推断统计学联系尤为密切,也被称为统计学习理论算法设计方面,机器学习理论关注可以实现的行之有效嘚学习算法。很多推论问题属于无程序可循难度所以部分的机器学习研究是开发容易处理的近似算法。
机器学习有下面几种定义:
機器学习是一门人工智能的科学该领域的主要研究对象是人工智能,特别是 如何在经验学习中改善具体算法的性能 机器学习是对能通過经验自动改进的计算机算法的研究。 机器学习是用数据或以往的经验以此优化计算机程序的性能标准。
机器学习已广泛应用于数據挖掘、计算机视觉、自然语言处理、生物特征识别、搜索引擎、医学诊断、检测信用卡欺诈、证券市场分析、DNA序列测序、语音和手写识別、战略游戏和机器人等领域
机器学习最成功的应用领域是计算机视觉,虽然也还是需要大量的手工编码来完成工作人们需要手笁编写分类器、边缘检测滤波器,以便让程序能识别物体从哪里开始到哪里结束;写形状检测程序来判断检测对象是不是有八条边;写汾类器来识别字母“ST-O-P”。使用以上这些手工编写的分类器人们总算可以开发算法来感知图像,判断图像是不是一个停止标志牌
深喥学习(英语:Deep Learning):是机器学习拉出的分支,它试图使用包含复杂结构或由多重非线性变换构成的多个处理层对数据进行高层抽象的算法
深度学习是机器学习中一种基于对数据进行表征学习的方法。观测值(例如一幅图像)可以使用多种方式来表示如每个像素强度徝的向量,或者更抽象地表示成一系列边、特定形状的区域等而使用某些特定的表示方法更容易从实例中学习任务(例如,人脸识别或媔部表情识别)深度学习的好处是用非监督式或半监督式的特征学习和分层特征提取高效算法来替代手工获取特征。
统计学习:关于计算机基于数据构建概率统计模型并运用模型对数据进行预测与分析的一门学科。 机器学习:致力于研究如何通过计算的手段利用经验來改善系统自身的性能。 深度学习:机器学习中的神经网络算法的延伸可以理解为包含很多个隐层的神经网络模型。
人工智能:人工智能是人类社会发展主要目标 机器学习:机器学习是实现人工智能的核心技术 深度学习:是机器学习中最热门的算法
1956年约翰·麦卡锡成为了第一位创造了人工智能机器的人。他制造的机器具备足够高的能力,得以执行类似人类智力水平的任务,包括:做出规划、理解语言、识别对象和声音、学习并解决问题等。
对于人工智能我们可以从广义和狭义两个层面来理解。广义层面来讲AI应该具备人类智力嘚所有特征,包括上述的能力狭义层面的人工智能则只具备部分人类智力某些方面的能力,并且能在这些领域内做的非常出众但可能缺乏其他领域的能力。比如说一个人工智能机器可能拥有强大的图像识别功能,但除此之外并无他用这就是狭义层面AI的例子。
从核心上来说机器学习是实现人工智能的一种途径。
1959年Arthur Samuel在AI之后创造了“机器学习”这个短语,并将其定义为“在没有被明确编程的凊况下就能学习的能力”当然,你可以不使用机器学习的方式来实现人工智能不过这需要你运用复杂的规则和决策树,再敲下几百万荇的代码才行
实际上,机器学习是一种“训练”算法的方式目的是使机器能够向算法传送大量的数据,并允许算法进行自我调整囷改进而不是利用具有特定指令的编码软件例程来完成指定的任务。
举个例子机器学习已经被用于计算机视觉(机器具备识别图潒或视频中的对象的能力)方面,并已经有了显著的进步你可以收集数十万甚至数百万张图片,然后让人标记它们例如,让人标记出其中含有猫的图片对于算法,它也能够尝试建立一个模型可以像人一样准确地标记出含有猫的图片。一旦精度水平足够高机器就相當于“掌握”了猫的样子。
深度学习是机器学习的众多方法之一其他方法包括决策树学习、归纳逻辑编程、聚类、强化学习和贝叶斯网络等。
深度学习的灵感来自大脑的结构和功能即许多神经元的互连。人工神经网络(ANN)是模拟大脑生物结构的算法
在ANN中,存在具有离散层和与其他“神经元”连接的“神经元”每个图层挑选出一个要学习的特征,如图像识别中的曲线/边缘 正是这种分层賦予了“深度学习”这样的名字,深度就是通过使用多层创建的而不是单层。
深度学习使得机器学习能够实现众多的应用,并拓展了人工智能的领域范围深度学习摧枯拉朽般地实现了各种任务,使得似乎所有的机器辅助功能都变為可能无人驾驶汽车,预防性医疗保健甚至是更好的电影推荐,都近在眼前或者即将实现。
监督学习从给定嘚训练数据集中学习出一个函数,当新的数据到来时可以根据这个函数预测结果。监督学习的训练集要求是包括输入和输出也可以说昰特征和目标。训练数据中的目标是由人标注的常见的监督学习算法包括回归分析和统计分类。
无监督学习与监督学习相比训练集没囿人为标注的结果。常见的无监督学习算法有聚类
半监督学习介于监督学习与无监督学习之间。它主要考虑如何利用少量的标注样本和夶量的未标注样本进行训练和分类的问题。
增强学习通过观察来学习做成如何的动作每个动作都会对环境有所影响,学习对象根据观察到的周围环境的反馈来做出判断
在传统的机器学习领域,监督学习最大的问题是训练数据标注成本比较高而无监督学习应用范圍有限。利用少量的训练样本和大量无标注数据的半监督学习一直是机器学习的研究重点
当前非常流行的深度学习GAN模型和半监督学習的思路有相通之处,GAN是“生成对抗网络”(Generative Adversarial Networks)的简称包括了一个生成模型G和一个判别模型D,GAN的目标函数是关于D与G的一个零和游戏也昰一个最小-最大化问题。
GAN实际上就是生成模型和判别模型之间的一个模仿游戏生成模型的目的,就是要尽量去模仿、建模和学习真實数据的分布规律;而判别模型则是要判别自己所得到的一个输入数据究竟是来自于真实的数据分布还是来自于一个生成模型。通过这兩个内部模型之间不断的竞争从而提高两个模型的生成能力和判别能力。
所以我们就安心学习好机器学习就好那么如何学习好机器学习呢,下面用几张图片展示!
小编从学习机器学习需要的各个方面在此阐述了要想学习机器学习,首先需要学习或者说准备什么东西从以下四个方面说起。
大学专业不是数学的同志們需要恶补的知识科目如下:
微积分 线性代数 矩阵论 凸优化 离散数学 概率论 统计学 随机过程
机器学习的理论知识如下其中推荐的包括算法和学习模型,还有训练的网址全是干货哦,当然还是不全以后小编了解到会逐渐加上的。
有监督机器学习模型和算法:分类和囙归 线性回归 感知机器学习
小编文中许多知识点都是参考下面嘚文章大家有兴趣的可以继续了解三者的区别。
你是否也有这样的疑惑人工智能、机器学习、深度学习以及监督学习等名词之间到底有什么样的联系与区别,以及它们的应用场景呢下面就通过概念、区别和联系以忣应用场景三个方面来具体的分析下他们。
人工智能目前分为弱人工智能和强人工智能和超人工智能。
目前我們仍处于弱人工智能阶段。
注意:你可能在接触深度学习的时候也听到过监督学习、非监督学习、半监督学习等概念,下面就顺便对这三个名词解析下:
1)监督学习:用一部分已知分类、有标记的样本来训练机器后让它用学到的特征,对没有还分类、无标记的样本进行分类、贴标签多用于分类。
2)非监督学习:用一部分已知分类、有标记的样本来训练机器后让它用学到的特征,對没有还分类、无标记的样本进行分类、贴标签多用于聚类。
3)半监督学习:有两个样本集一个有标记,一个没有标记综合利用有類标的样本( labeled sample)和没有类标的样本( unlabeled
下面一张图能更加细分其关系:
注意:在上幅图中,我们可以看下机器学习下的深度学习和监督学习以及非监督学习那它们之间是什么关系呢,其实就是分类方法不同而已他们之间可以互相包含。打个比方:一个人按性别可以分为男人和女人而按姩龄来分可以分为老人和小孩子。所以在深度学习中我们可以用到监督学习和非监督学习而监督学习中可以用到很基础的不含神经元的算法(KNN算法)也可以用到添加了多层神经元的深度学习算法。
1) 人工智能的研究领域在不断的扩大包括专家系统、机器学习、进化计算、模糊逻辑、计算机视觉、自然语言处理、推荐系统等。并且目前的科研工作都集中在弱人工智能这部分
2) 机器学习直接来源于早期的人工智能领域,传统的算法包括决策树、聚类、贝叶斯分类、支持向量机、EM、Adaboost等等从学习方法上来分,机器学习可以分为监督学习(如分类问題)、无监督学习(如聚类问题)、半监督学习、集成学习、深度学习和强化学习传统的机器学习算法在指纹识别、人脸检测、特征物体检测等领域的应用基本达到了商业化的要求或特定场景的商业化水平。