机器学习——知识的主要获取方式和模式PPT
在过去的几十年中,机器学习已经从其发源学科——人工智能中脱颖而出,成为一门独立的领域。其背后主要推动力来自于对数据驱动决策的日益增长的需求,以及从海量数据...
在过去的几十年中,机器学习已经从其发源学科——人工智能中脱颖而出,成为一门独立的领域。其背后主要推动力来自于对数据驱动决策的日益增长的需求,以及从海量数据中发现和利用有用信息的各种方法。总的来说,机器学习的核心是构建和使用模型,这些模型可以自动从数据中学习并做出预测或决策,而无需人为进行显式的编程。以下是机器学习中知识获取的主要方式和模式:无监督学习1.1 聚类在聚类分析中,我们试图根据数据点之间的相似性将数据集划分为几个不同的组或“簇”。这是一种无监督学习的方式,因为数据点之间的标签或类别是未知的,需要从数据本身中推导出来。常见的聚类算法包括K-means、层次聚类和DBSCAN等。1.2 降维降维是在保持数据重要特征的同时,降低数据的维度,从而使得数据处理更为简单的过程。常见的降维算法有主成分分析(PCA)和t-SNE等。1.3 关联规则学习关联规则学习是一种从大量交易数据中发现项集(itemsets)之间有趣关系的方法。比如,购物篮分析中经常一起购买的商品组合等。Apriori和FP-growth是两种常用的关联规则学习算法。有监督学习2.1 分类在分类问题中,我们已知输入数据属于哪个类别,并使用训练数据来训练模型,以便将新的数据点映射到已知的类别中。常见的分类算法有逻辑回归、支持向量机(SVM)、决策树和随机森林等。2.2 回归在回归问题中,我们已知输入数据与一个或多个输出变量之间的关系,并试图使用训练数据来预测新的输入数据的输出值。常见的回归算法有线性回归、岭回归、支持向量回归(SVR)和随机森林回归等。2.3 强化学习强化学习是一个动态的学习过程,在这个过程中,一个智能体(agent)通过与环境互动来最大化一个预定的回报。在这种设置中,agent必须通过试错来学习合适的策略。常见的强化学习算法有Q-learning、策略梯度(PG)、深度强化学习(如DQN、A3C、PPO等)等。半监督学习半监督学习是一种在部分数据未标记的情况下训练模型的方法。这种方法利用了标记数据的监督信息和未标记数据的无监督信息。常见的半监督学习算法有生成模型(如生成对抗网络,GAN)、自编码器(Autoencoder)、半监督支持向量机(SVM)等。自监督学习自监督学习是一种在没有显式标签的情况下训练模型的方法。在这种设置中,模型通过预测或补全输入数据中的部分信息(如文本中的下一个词,图像中的下一个区域等)来进行学习。常见的自监督学习算法有语言模型(如BERT、GPT等)、自编码器等。监督学习和无监督学习的混合有时候,我们可能只想对一部分数据提供标签(即半监督学习),而另一部分数据则不提供标签(即无监督学习)。这种情况下可以使用混合方法。例如,可以将无标签的数据用于聚类或降维,然后将有标签的数据用于训练一个分类器或回归器来预测新数据的标签。这种方法结合了监督和无监督学习的优点,可以提高模型的泛化能力和效率。元学习(Meta-Learning)和迁移学习(Transfer Learning)元学习或迁移学习是一种让模型能够从其他任务中学习的能力。例如,一个在图像分类任务上训练的模型可能能够在新任务上进行微调,而不需要从头开始训练。这种能力使得模型可以更快地适应新任务,并减少对大量标注数据的依赖。在元学习中,模型被训练成能够学习如何学习新任务;而在迁移学习中,模型被训练成能够将从一个任务上学到的知识迁移到另一个任务上。常见的元学习算法有模型无关元学习方法(MAML)和原型网络等。深度学习和强化学习的混合深度学习和强化学习的结合可以创建出一种强大的框架,能够处理复杂的、序列性的任务,如自然语言处理、机器人控制等。在这种框架下,深度网络用于处理感知和表示任务,而强化学习用于决定应该采取什么行动来最大化累积奖励。这种框架具有很强的灵活性,并可以很容易地扩展到处理复杂的问题。常见的深度强化学习方法有深度Q网络(DQN)、策略梯度方法(P