Искусственный интеллект, машинное обучение и глубокое обучение: в чём различия

Мы все знакомы с термином «искусственный интеллект» (ИИ). О нём снято много фильмов — «Терминатор», «Матрица», «Из машины». Но вы, наверное, слышали и о других терминах — машинное обучение (Machine Learning) и глубокое обучение (Deep Learning). Их иногда используют как синонимы искусственного интеллекта, и в результате не видно разницы между искусственным интеллектом, машинным обучением и глубоким обучением.

В статье расскажу, каковы отличия между искусственным интеллектом, машинным и глубоким обучением, а затем объясню, как ИИ и интернет вещей связаны друг с другом.

---

Различия между терминами

Американский информатик Джон Маккарти, впервые употребив термин «искусственный интеллект» в 1956 году, понимал под этим компьютеры, способные выполнять характерные для человеческого интеллекта задачи: планирование, понимание языка, распознавание объектов и звуков, умение обучаться и решать задачи.

Различают сильный и слабый искусственный интеллект. Сильный обладает всеми свойствами человеческого интеллекта, упомянутыми выше. Слабый интеллект способен качественно выполнять только ограниченное количество действий. Компьютер, который распознаёт изображения, но больше ничего не умеет, — пример слабого ИИ.

В 1959 году Артур Сэмюэл придумал термин «машинное обучение» — способность компьютера учиться без участия человека. То есть искусственный интеллект возможен без машинного обучения, но для этого понадобится миллион строк кода со сложными правилами и условиями.

Другими словами, вместо прописывания подробных инструкций для каждой конкретной задачи используется алгоритм, который учится находить решения самостоятельно. Обрабатывая огромное количество данных в процессе машинного обучения, компьютер приспосабливается к условиям задачи и совершенствуется.

С помощью машинного обучения была значительно улучшена способность компьютера распознавать объект на изображении или видео — компьютерное зрение. Для этого вы собираете сотни тысяч картинок, а затем люди отмечают на них, например, кошек. Алгоритм строит для компьютера модель, чтобы тот смог определять и выделять картинки с кошками так, как это делает человек. В результате он «узнаёт», как выглядят кошки, и научится распознавать их без ошибок.

Примеры других подходов: анализ дерева решений, индуктивное логическое программирование, кластеризация, обучение с подкреплением, Байесовская сеть.

Глубокое обучение вдохновлено строением человеческого мозга и взаимодействием нейронов. Появились алгоритмы, имитирующие организацию головного мозга — искусственные нейронные сети (ИНС).

ИНС состоит из искусственных нейронов, которые взаимодействуют между собой. Они расположены слоями — каждый слой реагирует на определённые признаки, например, изгибы и границы фигур при распознавании изображения. Именно из-за множества слоёв обучение называется глубоким.

Раскрытие потенциала

Искусственный интеллект и интернет вещей стали важными и перспективными технологиями благодаря друг другу.

За последние годы машинное и глубокое обучение привели к прорыву в области искусственного интеллекта. При машинном и глубоком обучении компьютер обрабатывает большое количество данных, которые собирают миллиарды датчиков, составляющих интернет вещей.

Развитие ИИ также будет способствовать внедрению интернета вещей и приведёт к стремительному росту обеих областей.

ИИ может прогнозировать необходимость ремонта или анализировать процесс производства. Это помогает увеличить эффективность работы и сэкономить миллионы долларов.

Технология адаптируется сама и не требует вмешательства человека. Не надо нажимать на кнопки, набирать текст, искать информацию — только сообщить, что нужно. Например, узнать прогноз погоды или подготовить дом ко сну — выключить кондиционер, закрыть двери, погасить свет.

Объединение технологических достижений

Компьютерные чипы становятся меньше, а техники производства — лучше. Появляются более дешёвые и мощные датчики. Технология изготовления аккумуляторов стремительно развивается, и скоро датчики будут работать много лет без подзарядки.

С появлением смартфонов и беспроводной связи можно дёшево передавать данные в большом объёме, отправляя информацию с датчиков в облако. С облачными технологиями место для хранения данных практически неограниченно, а вычислительные мощности для их обработки — бесконечны.