出处

以下内容转载于 网友 Fiona Duan,感谢作者分享 (原作的图片显示有问题,所以我从别处找了一些附上,小伙伴们可以看看)。最近越来越觉得人工智能,深度学习是一个很好的发展方向,应该也是未来科技的关键核心。

隆重分享,中科院自动化所录制的视频:http://pan.baidu.com/s/1c0vjEIc
(英文的,没有中文字幕,考听力了)

7月7日,笔者有幸在中科院自动化所现场听取了Andrew Ng以《Deep Learning:Overview and Trends》的精彩演讲。现将Andrew演讲内容整理出来,希望对大家有所帮助。演讲中,Andrew主和大家分享了深度学习为何产生和发展成果,展望了未来发展趋势,以及百度在人工智能上的使命。现场录音包括Andrew演讲内容和会后现场问答,希望对大家有帮助~

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

演讲录音链接:http://pan.baidu.com/s/1ntHRSxV
PS: 英文好的小伙伴,可以听听,有Andrew的八卦喔!~~

特别说明:本文不是Andrew的演讲实录,只是笔者记录下来的内容;此外,由于全程英文和笔者技术水平有限,有不准确或遗漏之处,还请见谅。

深度学习为何产生?
一直以来,在人工智能领域,我们试图达到获得大量数据、做出优秀产品和赢得广大用户三者之间的良性循环,但传统的机器学习算法表现并不够好,良性循环也未能实现。

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

深度学习相比于传统方法有很多优势,如下面这个很直观的图,随着训练量的提高,传统方法遇到了瓶颈,但深度学习的效果却蓬勃发展,不断提高。

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

深度学习有哪些发展?
当年在斯坦福大学,我和我的团队曾经有一个想法,让机器人去识别咖啡杯。但机器人看到的东西和人完全不一样,我们会看到一个具体的杯子,但机器能看到的只有数据,这也是计算机视觉(computer vision)难点所在,那就是要搞明白这些数字代表了什么。

过去我们的研究主要集中在三个领域。第一个是计算机视觉,目的是发现物体特征,然后描绘这种特征。第二个是语音识别(speech recognition),比如对机器说:“请找到我的咖啡杯”,机器就会识别这句话的意思。第三个是文本识别,这个有助于我们更好的应用,比如机器翻译、网络搜索等。

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

很长一段时间,我们设计了大量program,也发了一些paper,但研究没有什么突破性进展。直到大概七年前,我和我的学生突然有一个想法:人脑中大部分感知器是一个非常简单的计算过程。

 

而对于人脑的研究也表明,这个“one program”的假设是有可能的。我们可以从大脑如何听、如何看开始,去了解大脑的神经元如何工作,并进而为深度学习提供理论依据。

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

有了这个依据,我们开始从有标记数据(tagged data)中学习,也就是有监督学习(supervised learning)。在给机器看了50000张咖啡杯图片后,我们让机器人在斯坦福计算机系办公楼里找咖啡杯,效果非常好。进一步研究后,我们认识到bigger is better,即特征越多,实验效果越好。

于是,我就开始寻找谁拥有更多的计算资源,于是找到了谷歌,开始了谷歌大脑这个项目,并建立了当时世界最大的神经网络,达到10亿个神经元。而我们的研究也推动了谷歌产品的发展,提升了用户的体验,比如谷歌地图,以及语音识别方面的应用。

谷歌在硅谷确实很牛,但相比于谷歌,百度能够更迅速地把深度学习技术应用到更多的产品中,比如最值得骄傲的是百度图像搜索,准确度已超过谷歌,此外还有百度语音识别,广告预估等。

过去很多深度学习的成功,很大原因是利用了有标记数据。像百度、谷歌、Facebook这些公司,拥有海量的有标记数据,相较于其他技术,深度学习更适合利用这些数据并获得好的表现。

但这并不是深度学习发展的唯一方向,想想宝宝是如何学习的?他们并不是从有标记数据中获得认知,即使是最最深沉地爱着自己孩子的父母,也不会找出5万个咖啡杯的照片指认给自己的孩子看,来让他认识什么是咖啡杯的。另外一点,标记数据可能存在用完的问题。所以大家认为使用未标记数据来学习,会是未来的发展方向。

实际上,人类大脑如何处理图片的过程就是visual cortex寻找图片中Lines/edges的过程,而每一个visual cortex的神经元就是一个Model。

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

基于生物学中visual cortex的工作原理,发现人脑处理的过程是:像素->边缘->对象部分->对象模型。深度学习的过程是反向的。深度学习就是找到小patch再将其进行组合,就得到了上一层的特征(feature),递归地向上学习特征( feature)。在不同对象(object)上做训练是,所得的边缘(edge)是非常相似的,但对象部分(object parts)和模型(models) 就会完全不同。

(笔者:讲到这里,Andrew秀出了他的演讲中唯一的一个公式,还和大家开玩笑的说道,I hope you can enjoy it. 由于笔者的水平,这段听的不太明白,就把公式贴出来,大家自己琢磨吧。)

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

我们曾使用Youtube视频作为未标记数据,让机器自主学习。这个过程中我们发现人脸在视频中出现的频率非常高,神经网络可以学习如何认出人脸。但令人惊喜的是,机器通过自学辨别出了猫脸。

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP 
Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

当时我作报告时,经常会有人过来对我说:深度学习听起来真的很酷,但如果没有造价昂贵的16000个 CPU,我们还能在深度学习上有所进展么?所以我和Adam、Bryan(两周前刚刚加盟百度)就致力于寻找到更便宜的研发方法。后来我们决定用GPU(Graphic Processing Unit)替代CPU,降低造价。于是,具有100亿个节点的神经元网络便出现了。

深度学习未来去向何方?
我认为0-2年内仍以标记数据为主导发展方向,之后的3-5年,标记数据和未标记数据将共同发展。但关于深度学习的未来更长远的发展,我认为将会更依赖于无标记的数据,因为这与人类和动物认知世界的过程更为类似。

PS:看来Unsupervised将无可限量,这方向不错! 
Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

具体地说,在计算机视觉方面,预计在6年内,我认为深度学习将会颠覆现有的所有方法。

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

在语音识别方面,目前还处于起步阶段,未来将会有爆发式增长。语音识别和语音合成会在近几年产生巨大的影响。语义理解方面,发展的过程将会是从单词的理解到一个句子,再到文章理解(document representation)。推荐系统和广告方面,百度做的很好,有效提高了广告表现。机器人方面,未来将会出现真正的智能机器人。

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

此外,就是对获取数据的创新。现在的很多研究都是基于海量数据,未来或许我们可以通过某种传感器训练摄像头来捕捉更多的数据。我甚至想和朋友在空闲的时间里,成立一个国际数据获取大会(conference of data acquisition),很遗憾,我没有这个时间。而未来的挑战将会集中在规模化和算法这两方面。

百度研究院的使命
创立coursera时,我的愿望是让每个人可以平等地获得学习的机会。如今,谁能助我成就人工智能的梦想呢?最终我选择了百度。

Andrew NG 自动化所演讲(20140707):DeepLearning Overview and Trends-LMLPHP

之所以选择百度,我看到了百度拥有大数据和强大的计算能力;有敏捷的机构,能快速地调配资源去需要的地方,也能够将技术快速落地,比如GPU的落地;同时,我被我所遇到的人所折服,比如Robin、王劲、余凯和张潼。

我相信未来百度研究院将研发出最棒的工具和技术,构建最佳的员工职业发展之路,努力打造一个最好的环境来吸引优秀工程师和研究人员加入我们,成就未来深度学习领域的英雄(future hero of Deep Learning)。

05-11 22:08