人工智慧能在沒有資料的情況下學習嗎?

現今的人工智慧無法完全在沒有資料的情況下學習。機器學習與深度學習依賴資料來辨識模式、制定規則並提升效能。即使是先進的模型,如GPT或強化學習系統,仍需輸入資料或環境經驗來「學習」並做出準確預測。換句話說,資料是人工智慧成長最重要的燃料,沒有資料,人工智慧無法理解或做出有用的決策。

理解人工智慧與資料的關係

你是否在想,"人工智慧能在沒有任何資料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一起深入探討這個主題。

核心原則:資料是所有現代機器學習人工智慧模型的基礎元素。人工智慧無法在沒有輸入資料的情況下自行「建立」知識。

例如,在監督式學習中,人工智慧從人類標註的大量資料集(影像、文字、音訊等)中學習以辨識模式。

即使在非監督式學習中,人工智慧仍需原始、未標註的資料,自行發掘資料中隱藏的結構或模式。

因此,不論方法為何,人工智慧必須以資料為「養分」——無論是標註資料、自我標註資料(自監督)或來自真實環境的資料。沒有任何輸入資料,系統無法學習任何新事物。

常見的人工智慧學習方法

現今,人工智慧模型主要透過以下方式學習:

監督式學習

人工智慧從大量標註資料中學習。例如,要辨識影像中的貓,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,但需大量標註工作。

非監督式學習

人工智慧獲得未標註的原始資料,並在其中尋找模式或群集。例如,群集演算法會將具有相似特徵的資料分組。此方法讓人工智慧能從資料中「自我學習」,發現模式而無需人類指導。

自監督學習

一種用於大型神經網路與大型語言模型的變體,模型自行為資料產生標籤(例如預測句子中的下一個字或重建缺失部分),然後從中學習。此方法使人工智慧能利用大量文字或影像資料集,無需人類標註。

強化學習(RL)

人工智慧(稱為代理人)不使用靜態資料,而是與環境互動,根據獎勵訊號學習。人工智慧採取行動,觀察結果(如獎勵或懲罰),並調整策略以提升表現。

強化學習是教導軟體代理人在環境中如何行為,透過告知其行動結果。

— 維基百科
真實案例:DeepMind的AlphaZero並非由人類教導下棋,而是透過自我對弈數百萬場,透過勝利訊號發現新策略,無需依賴預先提供的專家資料集。

聯邦學習

針對敏感資料,如個人醫療影像,聯邦學習允許多個裝置(或組織)共同訓練共享模型,而不需分享原始資料

  • 將全球模型發送至各裝置
  • 僅在本地資料上訓練
  • 僅分享模型更新
  • 原始資料永不離開裝置

零樣本學習

人工智慧在沒有特定範例的情況下推論新概念的能力,依賴先前獲得的廣泛知識。

  • 辨識未見過的概念
  • 利用先前知識庫
  • 在大量資料集上預訓練
  • 能推理新想法

人工智慧模型被訓練以辨識或分類從未見過範例的物件或概念。

— IBM,零樣本學習定義
重要澄清:雖然看似人工智慧能「無資料學習」,但實際上大型語言模型仍依賴大量初始資料集來建立基礎語言能力。

總結:所有這些方法都顯示,人工智慧無法在沒有任何形式資料的情況下神奇地學習。人工智慧可能減少對人類標註資料的依賴,或從經驗中學習,但無法從無中生有。

熱門人工智慧學習方法
熱門人工智慧學習方法

進階趨勢:從「經驗」而非靜態資料學習

研究人員正探索讓人工智慧減少依賴人類提供資料的方法。例如,DeepMind近期提出了「串流」模型,在「經驗型人工智慧」時代,人工智慧主要從自身與世界的互動中學習,而非人類設計的問題與題目。

我們可以讓代理人持續從自身經驗中學習,也就是代理人在與環境互動時自行產生的資料……經驗將成為主要的改進手段,超越現今人類提供資料的規模。

— DeepMind研究,VentureBeat引述

換句話說,未來人工智慧將透過實驗、觀察與行動調整自行產生資料,類似人類從真實經驗中學習的方式。

突破案例:絕對零推理器(Absolute Zero Reasoner, AZR)模型完全透過自我對弈訓練,無需人類提供輸入。它自行產生問題(如程式碼片段或數學題),解決問題,並將結果作為獎勵訊號來學習。
傳統人工智慧

人類提供資料

  • 需要標註資料集
  • 依賴人類專業知識
  • 受限於可用範例
  • 靜態學習方式
經驗型人工智慧

自我產生資料

  • 創造自身挑戰
  • 從環境反饋學習
  • 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資料,AZR在數學與程式設計任務中仍達到頂尖表現,甚至超越使用數萬標註範例訓練的模型。這證明人工智慧能透過持續提出與解決挑戰,自行產生「資料集」。

自主學習系統

除了AZR,許多研究也在探索能自主學習的人工智慧。智慧代理系統可與軟體及虛擬世界互動,累積經驗資料。

  • 與工具和網站互動
  • 從模擬遊戲中學習
  • 自訂目標與獎勵
  • 發展自主習慣
研究洞見:人工智慧可被設計成自行設定目標與獎勵,類似人類養成習慣。雖仍處於研究階段,這些想法強調一點:沒有任何人工智慧能真正無資料學習,所謂的「資料」來自人工智慧自身的經驗。
前沿趨勢 - 從經驗而非靜態資料學習
前沿趨勢 - 從「經驗」而非靜態資料學習

主要結論

結論:現今的人工智慧仍需某種形式的資料來學習。不存在真正的「無資料人工智慧」。

人工智慧可以透過以下方式減少對人類提供資料的依賴:

  • 使用未標註資料(非監督式學習)
  • 從環境反饋中學習(強化學習)
  • 自行創造挑戰(如AZR模型)

許多專家認為,未來人工智慧將越來越多透過自身收集的經驗學習,使經驗成為幫助其進步的主要「資料」。

最終真相:人工智慧無法從無中學習;「資料」來源可以更複雜(如環境訊號、獎勵),但機器始終需要某種形式的輸入來學習與提升。
外部參考資料
本文內容參考以下外部資料來源整理而成:
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Rosie Ha 是 Inviai 的作者,專注於分享人工智慧的知識與解決方案。憑藉在商業、內容創作及自動化等多個領域應用 AI 的研究經驗,Rosie Ha 將帶來易懂、實用且具啟發性的文章。Rosie Ha 的使命是幫助大家有效運用 AI,提高生產力並拓展創造力。
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