首页 理论教育 机器学习:基础知识概览

机器学习:基础知识概览

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:[1]这一观点在机器学习研究领域中有较大的影响。学习的基本模型就是基于这一观点建立起来的。由于知识获取一直是专家系统建造中的困难问题,因此他们把机器学习与知识获取联系起来,希望通过对机器学习的研究,实现知识的自动获取。通过这一研究,将从根本上解决机器学习中的问题。机器学习方法的构造是在对生物学习机理进行简化的基础上,用计算的方法进行再现。

机器学习:基础知识概览

(一)学习

学习是人类具有的一种重要的智能行为,但至今还没有一个精确的、能被公认的学习的定义。这一方面是由于来自不同学科,例如神经学、认知心理学、计算机科学等的研究人员,分别从不同的角度对学习给出了不同的解释;另一方面,也是最重要的原因是学习是一个多侧面、综合性的心理活动,它与记忆、思维、知觉、感觉等多种心理行为都有着密切联系,使得人们难以把握学习的机理与实质,因而无法给出确切的定义。

目前,对“学习”的定义有较大影响的观点主要有:

(1)学习是系统改进其性能的过程。这是西蒙(Simon)关于“学习”的观点。1980年,他在卡内基梅隆大学召开的机器学习研讨会上作了“为什么机器应该学习”的发言。在此发言中,他把学习定义为:学习是系统中的任何改进,这种改进使得系统在重复同样的工作或进行类似的工作时,能完成得更好。[1]这一观点在机器学习研究领域中有较大的影响。学习的基本模型就是基于这一观点建立起来的。

(2)学习是获取知识的过程。这是专家系统研究人员提出的观点。由于知识获取一直是专家系统建造中的困难问题,因此他们把机器学习与知识获取联系起来,希望通过对机器学习的研究,实现知识的自动获取。[2]

(3)学习是技能的获取。这是心理学家关于如何通过学习获得熟练技能的观点。[3]人们通过大量实践和反复训练可以改进机制和技能,如像骑自行车、弹钢琴等都是这样。但是,学习并不只是获得技能,它只是学习的一个方面。

(4)学习是事物规律的发现过程。在20世纪80年代,由于对智能机器人的研究取得了一定的进展,同时又出现了一些发现系统,于是人们开始把学习看作是从感性知识到理性知识的认识过程,从表层知识到深层知识的转化过程,即发现事物规律、形成理论的过程。

综合上述各种观点,可以将学习定义为:学习是一个有特定目的的知识获取过程,其内在行为是获取知识、积累经验、发现规律;外部表现是改进性能、适应环境、实现系统的自我完善。(www.xing528.com)

(二)机器学习的概念

机器学习使计算机能模拟人的学习行为,自动地通过学习获取知识和技能,不断改善性能,实现自我完善。

作为人工智能的一个研究领域,机器学习主要研究以下三方面问题:

(1)学习机理。这是对人类学习机制的研究,即人类获取知识、技能和抽象概念的天赋能力。通过这一研究,将从根本上解决机器学习中的问题。

(2)学习方法。研究人类的学习过程,探索各种可能的学习方法,建立起独立于具体应用领域的学习算法。机器学习方法的构造是在对生物学习机理进行简化的基础上,用计算的方法进行再现。

(3)学习系统。根据特定任务的要求,建立相应的学习系统。

从计算机算法角度研究机器学习问题,与生物学、医学和生理学,从生理、生物功能角度研究生物界,特别是人类学习问题有着密切的联系。最近国际上新兴的脑机交互(brain-computer interface,BCI)就是从大脑中直接提取信号,并经过计算机处理加以应用。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈