MI, gépi tanulás és mélytanulás

A MI, a gépi tanulás és a mélytanulás nem szinonim fogalmak; hierarchikus kapcsolatban állnak és egyértelmű különbségek vannak közöttük.

A mai technológiai korszakban a MI, a gépi tanulás és a mélytanulás kifejezések egyre gyakoribbak. Sokan akár felcserélhetően is használják őket, de valójában ezek három szorosan összefüggő, mégis különálló fogalom.

Például amikor a Google AlphaGo 2016-ban legyőzte a Go bajnok Lee Sedolt, a média váltogatva használta a MI, a gépi tanulás és a mélytanulás kifejezéseket a győzelem leírására. Valójában a MI, a gépi tanulás és a mélytanulás egyaránt hozzájárult AlphaGo sikeréhez, de nem ugyanazok.

Ez a cikk segít világosan megérteni a MI, a gépi tanulás és a mélytanulás közötti különbségeket, valamint azok kapcsolatát. Fedezzük fel együtt a részleteket az INVIAI segítségével!

Mi az a mesterséges intelligencia (MI)?

A mesterséges intelligencia (MI) a számítástechnika egy széles területe, amely olyan rendszerek létrehozására összpontosít, amelyek képesek szimulálni az emberi intelligenciát és kognitív funkciókat.

Más szóval, a MI magában foglal minden olyan technikát, amely lehetővé teszi a számítógépek számára olyan feladatok elvégzését, amelyek általában emberi intelligenciát igényelnek, például problémamegoldást, döntéshozatalt, környezeti érzékelést, nyelvértést és még sok mást. A MI nem korlátozódik kizárólag adatvezérelt tanulási módszerekre, hanem magában foglalja az ember által programozott szabályalapú vagy tudásalapú rendszereket is.

Fő meglátás: A MI a legátfogóbb fogalom, amely magában foglalja mind a szabályalapú, mind a tanulásalapú megközelítéseket. Nem minden MI rendszer használ gépi tanulást.

MI kategóriák

Szűk MI (Gyenge MI)

Korlátozott hatókörű mesterséges intelligencia, amely egy adott feladatban jártas (pl. sakkjátszás, arcfelismerés). A mai MI rendszerek többsége ebbe a kategóriába tartozik.

Általános MI (Erős MI)

Olyan mesterséges intelligencia, amely képes megérteni és elvégezni bármilyen intellektuális feladatot, amit egy ember is tud. Ez még jövőbeli cél, és a valóságban még nem létezik.
Tudjon meg többet a MI alapjairól
Mi az a mesterséges intelligencia
A mesterséges intelligencia fogalmának vizualizációja

Mi az a gépi tanulás?

A gépi tanulás (ML) a MI egy része, amely algoritmusok és statisztikai modellek fejlesztésére összpontosít, amelyek lehetővé teszik, hogy a számítógépek adatból tanuljanak és fokozatosan javítsák pontosságukat anélkül, hogy explicit lépésenkénti programozásra lenne szükség. Az emberi utasítások helyett az ML algoritmusok elemzik a bemeneti adatokat, hogy mintákat fedezzenek fel, és új adatok esetén előrejelzéseket vagy döntéseket hozzanak.

Az a tanulmányi terület, amely képessé teszi a számítógépeket a tanulásra anélkül, hogy explicit módon programoznák őket.

— Arthur Samuel, 1959

A gépi tanulás típusai

Felügyelt tanulás

Modellek címkézett adatkészleteken, ahol a helyes válaszok ismertek.

  • Ingatlanárak előrejelzése
  • Email spam felismerés
  • Orvosi diagnózis

Felügyelet nélküli tanulás

Modellek, amelyek struktúrákat vagy csoportokat találnak címkézetlen adatokban előre meghatározott kategóriák nélkül.

  • Ügyfél szegmentáció
  • Anomália felismerés
  • Minta felfedezés

Megerősítéses tanulás

Modellek, amelyek a környezettel kölcsönhatásban tanulnak viselkedéseket jutalmak vagy büntetések alapján.

  • Játék AI
  • Robotika vezérlés
  • Erőforrás optimalizálás
Fontos megjegyzés: Nem minden MI rendszer gépi tanulás, de minden gépi tanulási algoritmus MI. A MI tágabb, mint az ML – hasonlóan ahhoz, hogy minden négyzet téglalap, de nem minden téglalap négyzet.
gepi-tanulas
A gépi tanulás munkafolyamata és folyamata

Mi az a mélytanulás?

A mélytanulás (DL) a gépi tanulás egy speciális ága, amely több rétegű mesterséges neurális hálózatokat használ az adatokból való tanuláshoz.

A "mély" kifejezés olyan hálózatokra utal, amelyek sok rejtett réteggel rendelkeznek (általában több mint három) – ez a többrétegű struktúra lehetővé teszi a modell számára, hogy magas szintű absztrakcióban tanuljon összetett jellemzőket. A mélytanulás az emberi agy működéséből merít ihletet, mesterséges "neuronok" kapcsolódnak össze, hogy utánozzák a biológiai neurális hálózatokat.

Automatikus jellemzőkivonás

A mélytanuló modellek képesek fontos mintákat és jellemzőket felfedezni anélkül, hogy az embereknek előre definiált bemeneti jellemzőket kellene megadniuk, így különösen hatékonyak összetett adatfajták esetén.

Többrétegű architektúra

A sok rejtett réteggel rendelkező hálózatok hierarchikus reprezentációkat tanulnak, az egyszerű jellemzőktől az első rétegekben az összetett mintákig a mélyebb rétegekben.

Követelmények és előnyök

Követelmények

Amire a mélytanulásnak szüksége van

  • Nagyon nagy adatkészletek (millió minták)
  • Erőteljes számítási erőforrások (GPU-k, TPU-k)
  • Hosszabb tanítási idő (óráktól napokig)
  • Magasabb infrastruktúra költségek
Előnyök

Amit cserébe kap

  • Kiemelkedő pontosság összetett feladatoknál
  • Kiváló kép- és beszédfelismerés
  • Fejlett természetes nyelvfeldolgozás
  • Emberi szintű vagy annál jobb teljesítmény
melytanulas
Mélytanuló neurális hálózat architektúra

A MI, az ML és a mélytanulás kapcsolata

Fontos megérteni ezen technológiák hierarchikus kapcsolatát: Mélytanulás ⊂ Gépi tanulás ⊂ MI. A MI a legátfogóbb terület, a gépi tanulás a MI egy része, és a mélytanulás a gépi tanulás része.

Fő kapcsolat: Minden mélytanulási algoritmus gépi tanulási algoritmus, és minden gépi tanulási módszer a MI része. Azonban fordítva ez nem mindig igaz – nem minden MI rendszer használ gépi tanulást.
1

Mesterséges intelligencia (legátfogóbb)

Minden olyan technika, amely lehetővé teszi a gépek számára az intelligencia szimulálását, beleértve a szabályalapú és adatvezérelt rendszereket is. Példa: Egy sakkprogram, amely fix algoritmusokat használ, MI, de nem ML.

2

Gépi tanulás (a MI része)

Olyan MI módszerek, amelyek a gépek adatból való tanulásán alapulnak a teljesítmény javítása érdekében. Példa: Email spam szűrők, amelyek címkézett emailek mintái alapján tanulnak.

3

Mélytanulás (az ML része)

Olyan ML módszerek, amelyek több rétegű neurális hálózatokat használnak összetett mintafelismeréshez. Példa: Képfelismerő rendszerek, amelyek automatikusan tanulják a vizuális jellemzőket.

A MI, a gépi tanulás és a mélytanulás kapcsolata
Hierarchikus kapcsolat a MI, az ML és a DL között

Fő különbségek a MI, az ML és a mélytanulás között

Bár hierarchikus kapcsolatban állnak, a MI, az ML és a DL hatókörükben, működésükben és technikai követelményeikben egyértelmű különbségeket mutatnak. Nézzük meg a legfontosabb eltéréseket:

Hatókör és definíció

  • MI: Általános fogalom, amely magában foglal minden olyan módszert, amely lehetővé teszi a gépek számára az intelligencia szimulálását (szabályalapú és adatvezérelt egyaránt)
  • Gépi tanulás: A MI azon módszerei, amelyek a gépek adatból való tanulásán alapulnak
  • Mélytanulás: Az ML azon ága, amely több rétegű neurális hálózatokat használ

A DL egyszerre ML és MI, de a MI sokkal többet foglal magában, mint csak a tanulásalapú megközelítések.

Tanulási módszer és emberi beavatkozás

Hagyományos ML

Magas emberi bevonás

  • Mérnököknek kell kiválasztaniuk a jellemzőket
  • Kézi jellemzőkivonás szükséges
  • Szakmai domain tudás kell
  • Példa: Formák, színek, élek definiálása képfelismeréshez
Mélytanulás

Automatikus jellemzőtanulás

  • Automatikus jellemzőkivonás
  • Többszintű jellemzőtanulás
  • Csökkentett emberi beavatkozás
  • Példa: Nyers képekből automatikusan felfedezi a vizuális mintákat

Adatigény

Gépi tanulás

  • Közepes méretű adatkészletekkel jól működik
  • Kisebb adatmennyiséggel is képes dolgozni
  • Magas minőségű, tiszta adatok szükségesek
  • A jellemzőknek jól definiáltnak kell lenniük

Mélytanulás

  • Nagyon nagy adatkészleteket igényel
  • Milliós mintaszám szükséges
  • Példa: Több tízezer órányi beszédfelismeréshez
  • Ideális nagy adatok esetén
Nagy adatok kontextusa: A szervezeti adatok több mint 80%-a strukturálatlan (szöveg, képek, hang), ami miatt a mélytanulás különösen értékes ezen információk feldolgozásában.

Számítási infrastruktúra követelmények

Szempont Gépi tanulás Mélytanulás
Hardver CPU elegendő GPU/TPU szükséges
Tanítási idő Percektől órákig Óráktól napokig
Infrastruktúra Személyi számítógépek megfelelnek Magas teljesítményű klaszterek szükségesek
Költség Alacsony vagy közepes Magas
Skálázhatóság Algoritmus komplexitás korlátozza Erőforrásokkal jól skálázható

A mélytanuló modellek GPU támogatást igényelnek a párhuzamos mátrixszámítások gyorsításához, ezért az infrastruktúra beruházás kulcsfontosságú tényező.

Teljesítmény és pontosság

  • MI cél: A feladat sikeres megoldása, nem feltétlenül adatból való tanulással
  • ML cél: Az előrejelzési pontosság optimalizálása a tanító adatkészletekből való tanulással
  • DL előny: Nagyon magas pontosság elérése, amely meghaladja a hagyományos ML-t megfelelő adat- és számítási kapacitás mellett
Mélytanulás pontossága (megfelelő adatokkal) 95%+
Hagyományos ML pontossága 75-85%
Kiegyensúlyozás: A mélytanulás magasabb pontosságot ér el, de nagyobb számítási igényekkel és csökkentett modellmagyarázhatósággal jár.
Fő különbségek a MI, a gépi tanulás és a mélytanulás között
Összehasonlító áttekintés a MI, az ML és a DL jellemzőiről

Alkalmazási területek

Gépi tanulás alkalmazások

Leginkább strukturált adatokhoz, mérsékelt komplexitással és mennyiséggel:

  • Ügyfél viselkedés előrejelzése
  • Hitelkockázat elemzés
  • Csalás felismerés
  • Spam szűrés
  • Üzleti előrejelzés
  • Ajánlórendszerek

Mélytanulás alkalmazások

Kiválóan alkalmas strukturálatlan adatokhoz és összetett mintafelismeréshez:

  • Kép- és arcfelismerés
  • Beszédfelismerés és -szintézis
  • Természetes nyelvfeldolgozás
  • Önálló járművek
  • Orvosi képalkotás elemzése
  • Generatív MI (ChatGPT, DALL-E)

A MI, az ML és a mélytanulás gyakorlati alkalmazásai

A különbségek jobb megértése érdekében nézzünk meg tipikus alkalmazási példákat mindhárom technológiára a valós életből:

Mesterséges intelligencia (MI) alkalmazások

A MI sok okos rendszerben jelen van körülöttünk, az előrejelző algoritmusoktól az autonóm rendszerekig:

  • Keresőmotorok: A Google előrejelző algoritmusai a felhasználói igények és lekérdezések megértésére
  • Közlekedés: Uber/Grab fuvarmegosztó alkalmazások útvonal- és ároptimalizálása
  • Légiközlekedés: Autopilot rendszerek kereskedelmi repülőgépeken
  • Játék: Deep Blue sakkban, AlphaGo Go játékban
  • Játékfejlesztés: MI, amely szabályalapú rendszerekkel irányít NPC-ket (nem játékos karaktereket)
Megjegyzés: Néhány MI rendszer nem használ gépi tanulást. Például a játék karaktereket irányító MI kizárólag fix szabályokra épülhet, amelyeket fejlesztők programoztak.

Gépi tanulás alkalmazások

A gépi tanulást sok területen alkalmazzák, különösen ott, ahol a mintafelismerés és előrejelzés értékes:

Virtuális asszisztensek

Siri, Alexa, Google Assistant a felhasználói adatokból tanulnak, hogy megértsék a parancsokat és megfelelően válaszoljanak.

Biztonsági rendszerek

Email spam szűrők és kártevő felismerő szoftverek ML algoritmusokat használnak a tanult minták alapján történő fenyegetés azonosítására.

Üzleti elemzés

Előrejelzés, pénzügyi kockázatelemzés és ügyfél viselkedés előrejelzése stratégiai döntéshozatalhoz.

Ajánlórendszerek

Netflix filmajánlók, Amazon termékajánlók, személyre szabott tartalomszolgáltatás.

Mélytanulás alkalmazások

A mélytanulás támogatja a MI legújabb áttöréseit, különösen az összetett mintafelismerést igénylő területeken:

Beszédfelismerés

Beszéd szöveggé alakítása, virtuális asszisztensek természetes nyelvű megértése.

Számítógépes látás

Objektumok felismerése, arcazonosítás, orvosi képek elemzése nagy pontossággal.

Önálló járművek

Önvezető autók valós idejű videó- és érzékelőadat elemzése navigációs döntésekhez.

Természetes nyelvfeldolgozás

Gépi fordítás, érzelemelemzés, szöveg generálás kontextus alapján.

Generatív MI

GPT-4, amely a ChatGPT-t működteti, DALL-E képgenerálás, alapmodellek új tartalom létrehozására.

Egészségügyi diagnosztika

Orvosi felvételek elemzése, betegségkimenetek előrejelzése, gyógyszerkutatás gyorsítása.

Áttörő hatás: A mélytanuló modellek hatalmas adatkészleteken való tanítása többszörösére gyorsíthatja az értékteremtést a hagyományos módszerekhez képest, különösen a generatív MI alkalmazásokban.
A MI, az ML és a mélytanulás gyakorlati alkalmazásai
Valós alkalmazások a MI, az ML és a DL technológiák területén

Főbb tanulságok

A MI, a gépi tanulás és a mélytanulás közötti különbségek megértése elengedhetetlen a megalapozott technológiai döntésekhez és a helyes terminológia használatához.

Mesterséges intelligencia

A gépi intelligencia átfogó képe, amely magában foglal minden megközelítést az emberi kognitív funkciók szimulálására – szabályalapú és tanulásalapú rendszerek egyaránt.

Gépi tanulás

A MI egy erőteljes része, amely lehetővé teszi a gépek számára, hogy adatból tanuljanak és fokozatosan javuljanak, ideális mintafelismerési és előrejelzési feladatokra.

Mélytanulás

Az ML élvonalbeli ága, amely több rétegű neurális hálózatokat használ, és nagy adatkészletekkel kiemelkedő teljesítményt ér el, elősegítve a mai MI áttöréseket.
A megfelelő megközelítés kiválasztása: Néha egy egyszerű gépi tanulási modell elegendő egy probléma megoldásához, de az összetett kihívások, amelyek strukturálatlan adatokat érintenek, mélytanulást igényelnek. Ezeknek a különbségeknek a megértése segít a legmegfelelőbb és költséghatékonyabb megoldás kiválasztásában.

A jövőben, ahogy az adatok növekednek és az igények nőnek, várhatóan a mélytanulás továbbra is kulcsszerepet játszik a MI területén elért újabb előrelépésekben. E technológiák szinergiája példátlan lehetőségeket nyit meg az iparágakban.

Előre tekintve: A MI, az ML és a DL közötti határok folyamatosan fejlődnek. E különbségek és gyakorlati következményeik ismerete kulcsfontosságú lesz a technológiák hatékony alkalmazásához projektjeiben és karrierjében.
External References
This article has been compiled with reference to the following external sources:
138 articles
Rosie Ha is an author at Inviai, specializing in sharing knowledge and solutions about artificial intelligence. With experience in researching and applying AI across various fields such as business, content creation, and automation, Rosie Ha delivers articles that are clear, practical, and inspiring. Her mission is to help everyone effectively harness AI to boost productivity and expand creative potential.

Comments 0

Leave a Comment

No comments yet. Be the first to comment!

Search