什么是深度学习(DL)?它与传统机器学习有何不同?

Mathew Farmer
Mathew Farmer
AI ethics consultant and policy advisor. AI伦理顾问兼政策专家。AI倫理コンサルタント、政策顧問。Berater für KI-Ethik und Politik.

好的,没问题。想象一下我们正在聊天,我来给你捋一捋这个事儿。


深度学习?听起来高大上,其实没那么玄乎

哈喽!看到你对深度学习(DL)和机器学习(ML)感兴趣,这是个很棒的问题。很多人一听到这些词就觉得头大,其实它们比你想象的要好理解。

先说说,什么是机器学习(ML)?

你可以把机器学习想象成教一个小孩认东西

比如,你想教他认识“猫”。 最直接的方法就是告诉他猫的特征:“你看,猫有尖尖的耳朵、长长的胡须、一条尾巴,还会喵喵叫。”

你把这些“规则”(特征)告诉了小孩(机器),他下次看到有这些特征的动物,就会判断“哦,这是只猫”。

这就是传统机器学习的核心思想:人类专家先找出关键特征,然后让机器根据这些特征去学习和判断。 机器做得好不好,很大程度上取决于你这个“老师”给的特征好不好。


那深度学习(DL)又是啥?

深度学习是机器学习里一个“天赋异禀”的分支。它教小孩认东西的方式不一样。

它不再是直接告诉小孩“猫有胡须和尖耳朵”,而是直接给他看不计其数的、各种各样的猫的照片(同时也给他看很多不是猫的照片)。

这个小孩(机器)的“大脑”结构比较特殊,模仿了人脑的神经网络,有很多很多层(所以才叫“深度”学习嘛)。

  • 最底层的“神经元”可能只学会识别一些简单的东西,比如边缘、颜色块。
  • 中间层会把这些简单的东西组合起来,可能就学会识别“眼睛”、“耳朵”这样的部件。
  • 最高层再把这些部件组合起来,最终就能识别出“这是一张猫脸”。

整个过程,他自己就悟出了什么是猫,根本不需要你告诉他要看胡须还是尾巴。他自己从海量数据里找到了那些最重要的特征。


所以,它俩到底有啥不一样?

一张图就能说明白:

对比项传统机器学习 (ML)深度学习 (DL)
核心区别需要人去设计特征 <br> (你得告诉机器往哪看)自动学习特征 <br> (机器自己琢磨往哪看)
数据饭量饭量小,少量数据也能跑大胃王,没海量数据喂不饱,效果不好
硬件要求普通电脑CPU就能应付非常吃硬件,得靠GPU这种“核弹显卡”来算
工作方式像个“白盒子”,逻辑相对清晰,你知道它为啥这么判断像个“黑盒子”,效果很好,但它具体怎么想的,人很难完全搞懂
适用场景适合一些逻辑清晰、数据量不大的任务,比如预测房价、邮件分类适合特别复杂的任务,比如图像识别、语音识别、自动驾驶

简单总结一下:

  • 传统机器学习像个听话的学生,你教他什么规则,他就学什么。他很依赖你这个老师的水平。
  • 深度学习像个有超强自学能力的天才,你只要给他足够多的学习材料(数据),他自己就能成才,甚至能发现你这个老师都没注意到的规律。

所以,并不是说深度学习就一定比传统机器学习好,它们是解决不同问题的工具。如果你的问题比较简单,数据量也不大,用传统机器学习可能更快、更省钱、效果也足够好。但如果你要处理像识别图片、跟机器对话这种非常复杂的事,那深度学习就是目前最强的选择了。

希望这样解释能让你更容易理解!