在《一文了解人工智能（AI）》文章中我們介紹了AI可以解決哪些復(fù)雜的問題。這些問題無法通過固定的規(guī)則進(jìn)行解決，需要機(jī)器根據(jù)以往的事例進(jìn)行比較評(píng)估，作出最終的判斷。機(jī)器需要模仿人類對(duì)事物進(jìn)行學(xué)習(xí)。

人類的學(xué)習(xí)過程可以拆分為以下幾個(gè)階段：感知、記憶、對(duì)比和歸納、總結(jié)和實(shí)踐。

感知：通過自己的感官（視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺）獲取外界的信息，觀察和體驗(yàn)周圍的環(huán)境和發(fā)生的事情。除了親身感受之外，為了更高效的獲取信息，人們通過聽故事、閱讀圖書和觀看視頻來了解曾經(jīng)發(fā)生過的事情。

記憶：當(dāng)我們獲取到新信息后，我們會(huì)將以后需要使用的信息記在大腦之中，并拋棄認(rèn)為不需要的信息。

對(duì)比和歸納：人們了解新信息的最好辦法是與自己記憶中的信息進(jìn)行比較。通過對(duì)比信息的相似性和差異性，理解新信息并對(duì)不同的信息進(jìn)行分類。

總結(jié)：人們將一個(gè)個(gè)獨(dú)立的信息整合到一起，推導(dǎo)出信息之間的聯(lián)系及規(guī)律。構(gòu)建起信息的網(wǎng)絡(luò)，幫助理解事情的原因和結(jié)果。

實(shí)踐：學(xué)習(xí)的意義是將獲得的知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中。在解決問題的過程中驗(yàn)證知識(shí)的適用性和正確性。在驗(yàn)證的過程中，又進(jìn)入新的一輪感知過程。

學(xué)習(xí)過程示意圖

在這五個(gè)步驟中，記憶是計(jì)算機(jī)最擅長(zhǎng)的事情，自然及人文類的數(shù)據(jù)感知是一個(gè)需要消耗大量人力的過程，可以通過儀器檢測(cè)的數(shù)據(jù)指標(biāo)則可以自動(dòng)化的進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。第三步的對(duì)比和歸納以及第四步的總結(jié)是算法實(shí)現(xiàn)的部分。機(jī)器學(xué)習(xí)程序與普通程序最大的不同在于實(shí)踐的部分。普通的軟件程序輸出結(jié)果后，便完成了整個(gè)流程。但是機(jī)器學(xué)習(xí)程序可以對(duì)每次的結(jié)果進(jìn)行評(píng)分，然后算法可以根據(jù)評(píng)分調(diào)整運(yùn)算的結(jié)果。

由于機(jī)器需要運(yùn)行的結(jié)果反饋來進(jìn)行學(xué)習(xí)，所以機(jī)器學(xué)習(xí)算法的開發(fā)過程包含了算法編寫和學(xué)習(xí)兩個(gè)階段。機(jī)器學(xué)習(xí)階段也被稱為訓(xùn)練階段，在此階段使用已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和驗(yàn)證。對(duì)每次訓(xùn)練的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，然后對(duì)算法進(jìn)行調(diào)整。這種學(xué)習(xí)的過程分為兩種：監(jiān)督學(xué)習(xí)和無監(jiān)督學(xué)習(xí)。

監(jiān)督學(xué)習(xí)適合待解決的問題有明確預(yù)期，希望機(jī)器可以對(duì)未來出現(xiàn)的同類問題進(jìn)行預(yù)測(cè)。監(jiān)督學(xué)習(xí)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)必須成對(duì)出現(xiàn)，包含程序輸入的特征信息和程序輸出的結(jié)果信息。監(jiān)督學(xué)習(xí)訓(xùn)練時(shí)，訓(xùn)練集被隨機(jī)分成兩份：一份用于對(duì)程序進(jìn)行訓(xùn)練，另一份用于驗(yàn)證算法的處理結(jié)果是否符合預(yù)期。

無監(jiān)督學(xué)習(xí)用于探索數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和規(guī)律，獲得的是某個(gè)問題的結(jié)果。無監(jiān)督學(xué)習(xí)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)只有程序輸入的特征信息，訓(xùn)練時(shí)使用整份數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。無監(jiān)督學(xué)習(xí)獲得的訓(xùn)練的結(jié)果無法用訓(xùn)練集進(jìn)行驗(yàn)證，需要單獨(dú)進(jìn)行評(píng)估后，再對(duì)算法進(jìn)行調(diào)整。

機(jī)器學(xué)習(xí)的過程模仿了人類學(xué)習(xí)的流程。在了解機(jī)器學(xué)習(xí)的過程中，我們僅是在學(xué)習(xí)一個(gè)IT類的知識(shí)，我們也可以反思自身的學(xué)習(xí)過程如何進(jìn)行優(yōu)化。