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CMU机器学习学院院长Tom Mitchell:计算机模拟人脑才刚刚起步

大数据文摘  · 公众号  · 大数据  · 2017-04-28 13:18

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所以就有这样一个问题,为什么不聚合起来,在研究方面,无论脑科学还是人工智能方面都是进行交叉的研究,首先计算机视觉,这个神经网络的确使得计算机的视觉发生革命性的改变,相应的神经元10%到5%的变化,这样的一个神经网络,可以用来预测人脑当中的神经元的活动,包括它的视觉皮层相应的活动,这是一个深层次的神经网络。我们可以来看一些细节,单个神经网络当中的单元,通过输入输出可以看到相关的情况,它的输入可以进行研究,它到底是怎样的组合,这些单个神经元一个组成的网络,一个输出成为另外一个输入的情况,如果对这样深层次的网络进行培训,比如把输入的影像通过输出展现出这个影像到底是什么,进行相应的深度学习。


对脑神经的活动预测

推动人工智能的进步


这个时候我们就可以对这个网络当中滞后的阶段进行探测,看一下成为条件的时候它是怎么编码的,对脸部的编码或者其他节点的编码。


在2014年的时候,的确做了一些实验,他们训练了不同的网络,每一个点都代表他们训练过的这些神经网络,在训练了这些神经网络之后,把同样的影像给这些神经网络看,通过FMI的扫描仪,它也是对人的大脑当中相应的部分,观测到神经活动,预测到这样一个情况就会更好,这是一个 令人 称奇的结果。也就是说我们现在可以建立一种桥梁,也就是现在人工的神经网络可以被我们用来训练,来进行相应的一些预测。


在大脑当中的这些脑神经的活动进行预测,这样打开了无限的可能,可以回答很多有趣的问题。 也就是人的视觉到底是怎么做的,可以用怎样的设备设计更好的人工神经网络帮助我们做这样的预测。这样人工的神经网络可以进一步的推动,一层一层进行输入、输出,我们知道大脑当中的确是不一样的,大脑当中它是有前输和后输的,在这个桥梁当中可以进行研究,人工的大脑和人的大脑当中到底什么区别,可以相互借鉴、促进。


这里有另外一个例子,这个也是来自于最近的一个研究,是自然语言的研究成果,也得到了很大的提升,包括自动翻译,比如谷歌翻译的一些系统,现在也是比之前要更加精确了,为什么是这样呢?主要是深层次的神经网络,更可能是由于有一些储存,通过大脑的研究,我们来研究大脑怎么样用这个神经活动来解释相应的一些词义,这些词义给到我们更好的一些来回答问题的方式。对这些细节进行研究,所以我们产生一种模型或者理论,来帮助我们对我们大脑的活动进行预测,任何词义给到人会出现怎样的一个词义,通过这样一个模型的结构,给到任何输入。比如说电话,首先这个模型产生一个代码,用它预测它的神经活动,大脑当中有两万个不同的位置被预测出来。进一步通过矢量进行预测,比如这里是芹菜,这边是飞机的两个矢量,两个矢量的特征都和相应的词对应,对这个芹菜可以看到左手边是芹菜,和芹菜相关联的字数,口味和芹菜相应的一个关联度,对飞机来说,飞机出现很多的动词,可以看到相关的一些词就出现了。


通过这样的一些模型当中的编码,可以很好的出现一些皮层当中出现的词,我们对模型进行培训。我们看到在下面对任何词的神经活动,比如芹菜,把这些语义的特征组合起来,通过模型的学习,把这些特征进行关联,吃这个词和我们的芹菜这个词是关联度最高的,通过这样的研究很有意义,给到一个新词,比如说之前没有培训过,对它的一个预测在量子的分析当中我们发现,在83%的情况下有两个新的词,两个FMI的词的出现,哪个是第一个关联,哪个是第二个关联,有50%的可能性是正确的,有的词从来没有出现也是有很高的识别率,也就是对神经的活动,词义的一个表达,是用了我们矢量表达法用在词义的解释上。


猴子给人类的启示

关于强化学习


这是技术的表达,在人工智能和人脑当中一个桥梁的关系。 第三个例子是我们讲的强化学习 ,这个是非常流行的,比如相关的培训当中会出现一些强化的学习,有些强化学习的算法,很多时候用人工智能的这些强化学习的算法,很多时候对动物的一些奖励学习,强化学习很好的方式。从一个猴子的单一细胞当中进行调用,在底部有一些横线,每一个点都是对应到它的一个正在放电的神经元,在下面可以看到有时间的序列,有的这个线这是给到一些糖给猴子吃,猴子认为这是奖励,所以有些放电的现象。







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