人工智能可以無需數據學習嗎?

現今的人工智能無法完全在沒有數據的情況下學習。機器學習和深度學習依賴數據來識別模式、制定規則並提升性能。即使是先進的模型,如GPT或強化學習系統,仍然需要輸入數據或環境經驗來「學習」並做出準確預測。換句話說,數據是人工智能成長的最重要燃料,沒有數據,人工智能無法理解或做出有用決策。

理解人工智能與數據的關係

你是否在想,"人工智能可以在沒有任何數據的情況下自行學習嗎?" 為了獲得最詳盡且合理的答案,讓我們與INVIAI一起深入探討這個話題。

核心原則:數據是所有現代機器學習人工智能模型的基礎元素。人工智能無法在沒有輸入數據的情況下自行「建立」知識。

例如,在監督式學習中,人工智能從人類標註的大量數據集(圖片、文本、音頻等)中學習以識別模式。

即使在非監督式學習中,人工智能仍需要原始的未標註數據,自行發現數據中的隱藏結構或模式。

因此,無論方法如何,人工智能必須以數據為「養分」——無論是標註數據、自我標註數據(自監督)或來自真實世界環境的數據。沒有任何輸入數據,系統無法學習任何新知。

常見的人工智能學習方法

現今,人工智能模型主要通過以下方式學習:

監督式學習

人工智能從大量標註數據集中學習。例如,要識別圖片中的貓,需要數千張標註為「貓」或「非貓」的照片進行訓練。此方法效果顯著,但需要大量標註工作。

非監督式學習

人工智能獲得未標註的原始數據,並在其中尋找模式或群集。例如,聚類算法將具有相似特徵的數據集分組。此方法允許人工智能從數據中「自我學習」,無需人類指導即可發現模式。

自監督學習

一種用於大型神經網絡和大型語言模型的變體,模型自行為數據生成標籤(例如,預測句子中的下一個詞或重建缺失部分),然後從中學習。此方法使人工智能能利用大量文本或圖片數據集,無需人工標註。

強化學習(RL)

人工智能(稱為代理)不依賴靜態數據,而是與環境互動,根據獎勵信號學習。人工智能採取行動,觀察結果(如獎勵或懲罰),並調整策略以提升表現。

強化學習是通過告知軟件代理其行動結果,教導其如何在環境中行為。

— 維基百科
真實案例:DeepMind的AlphaZero並非由人類教導下棋,而是通過與自己對弈數百萬局,通過勝利信號發現新策略,無需依賴預先提供的專家數據集。

聯邦學習

針對敏感數據,如個人醫療影像,聯邦學習允許多個設備(或組織)協同訓練共享模型,無需共享原始數據

  • 全球模型發送至各設備
  • 僅在本地數據上訓練
  • 僅共享模型更新
  • 原始數據永不離開設備

零樣本學習

人工智能在沒有具體示例的情況下推斷新概念的能力,依賴先前獲得的廣泛知識。

  • 識別未見過的概念
  • 利用先前知識庫
  • 在大量數據集上預訓練
  • 能夠推理新想法

人工智能模型被訓練以識別或分類其從未見過示例的物體或概念。

— IBM,零樣本學習定義
重要澄清:雖然看似人工智能可以「無需數據學習」,但實際上大型語言模型仍依賴大量初始數據集來建立基礎語言能力。

總結:所有這些方法都表明,人工智能無法在沒有任何形式數據的情況下神奇地學習。人工智能可能減少對人工標註數據的依賴,或從經驗中學習,但不可能從無到有。

熱門人工智能學習方法
熱門人工智能學習方法

先進趨勢:從「經驗」而非靜態數據中學習

研究人員正探索讓人工智能減少依賴人類提供的數據。例如,DeepMind最近提出了「streams」模型,進入「基於經驗的人工智能」時代,人工智能主要從自身與世界的互動中學習,而非人類設計的問題和任務。

我們可以通過讓代理持續從自身經驗中學習——即代理在與環境互動時生成的數據……經驗將成為主要的改進手段,超越當前人類提供數據的規模。

— DeepMind研究,VentureBeat引述

換句話說,未來人工智能將通過實驗、觀察和調整行動自行生成數據——類似人類從真實世界經驗中學習的方式。

突破案例:絕對零推理器(Absolute Zero Reasoner,AZR)模型完全通過自我對弈訓練,無需人類提供輸入。它自行生成問題(如代碼片段或數學題),解決問題,並將結果作為獎勵信號進行學習。
傳統人工智能

人類提供數據

  • 需要標註數據集
  • 依賴人類專業知識
  • 受限於可用示例
  • 靜態學習方式
基於經驗的人工智能

自我生成數據

  • 創造自身挑戰
  • 從環境反饋中學習
  • 持續改進
  • 動態學習方式

值得注意的是,儘管不使用外部訓練數據,AZR在數學和編程任務中達到頂尖表現,甚至超越了使用數萬標註示例訓練的模型。這證明人工智能可以通過不斷提出和解決挑戰,自行生成「數據集」。

自主學習系統

除了AZR,許多研究探索人工智能的自主學習能力。智能代理系統能與軟件和虛擬世界互動,積累經驗數據。

  • 與工具和網站互動
  • 從模擬遊戲中學習
  • 自我設定目標和獎勵
  • 培養自主習慣
研究洞見:人工智能可以被設計成自行設定目標和獎勵,類似人類養成習慣。雖仍處於研究階段,但這些理念強調:沒有任何人工智能能真正無數據學習——所謂「數據」來自人工智能自身的經驗。
前沿趨勢 - 從「經驗」學習
前沿趨勢 - 從「經驗」而非靜態數據學習

主要結論

底線:現今的人工智能仍需數據(某種形式)來學習。不存在真正的「無數據人工智能」。

相反,人工智能可以減少對人類提供數據的依賴,通過:

  • 使用未標註數據(非監督學習)
  • 從環境反饋中學習(強化學習)
  • 創造自身挑戰(如AZR模型)

許多專家認為,未來人工智能將越來越多地通過自身收集的經驗學習,使經驗成為幫助其提升的主要「數據」。

最終真相:人工智能無法從無中學習;「數據」來源可以更複雜(如環境信號、獎勵),但機器始終需要某種形式的輸入來學習和提升。
外部參考資料
本文章內容參考以下外部資源整理而成:
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Rosie Ha 是 Inviai 的作者,專注分享人工智能的知識與解決方案。憑藉在商業、內容創作及自動化等多個領域應用 AI 的經驗,Rosie Ha 將帶來易明、實用且具啟發性的文章。Rosie Ha 的使命是協助大家有效運用 AI,提高生產力並擴展創意潛能。
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