大數(shù)據(jù)分析機(jī)器學(xué)習(xí)AI入門指南

　　許多人將機(jī)器學(xué)習(xí)視為通向人工智能的途徑，但是對于統(tǒng)計學(xué)家或商人而言，機(jī)器學(xué)習(xí)也可以是一種強(qiáng)大的工具，可以實現(xiàn)前所未有的預(yù)測結(jié)果。
 

　　為什么機(jī)器學(xué)習(xí)如此重要?
 

　　在開始學(xué)習(xí)之前，我們想花一些時間強(qiáng)調(diào)WHY機(jī)器學(xué)習(xí)非常重要。
 

　　總之，每個人都知道人工智能或人工智能。通常，當(dāng)我們聽到AI時，我們會想象機(jī)器人到處走動，執(zhí)行與人類相同的任務(wù)。但是，我們必須了解，雖然有些任務(wù)很容易，但有些任務(wù)卻很困難，并且距離擁有像人類一樣的機(jī)器人還有很長的路要走。
 

　　但是，機(jī)器學(xué)習(xí)是非常真實的并且已經(jīng)存在。它可以被視為AI的一部分，因為當(dāng)我們想到AI時，我們想象的大部分內(nèi)容都是基于機(jī)器學(xué)習(xí)的。
 

　　在過去，我們相信未來的這些機(jī)器人將需要向我們學(xué)習(xí)一切。但是人腦是復(fù)雜的，并且并非可以輕松描述其協(xié)調(diào)的所有動作和活動。1959年，亞瑟·塞繆爾(Arthur Samuel)提出了一個絕妙的主意，即我們不需要教計算機(jī)，但我們應(yīng)該讓他們自己學(xué)習(xí)。塞繆爾(Samuel)也創(chuàng)造了“機(jī)器學(xué)習(xí)”一詞，從那時起，當(dāng)我們談?wù)摍C(jī)器學(xué)習(xí)過程時，我們指的是計算機(jī)自主學(xué)習(xí)的能力。
 

　　機(jī)器學(xué)習(xí)有哪些應(yīng)用?
 

　　在準(zhǔn)備這篇文章的內(nèi)容時，我寫下了沒有進(jìn)一步說明的示例，假定所有人都熟悉它們。然后我想：人們知道這些是機(jī)器學(xué)習(xí)的例子嗎?
 

　　讓我們考慮一些。
 

　　自然語言處理，例如翻譯。如果您認(rèn)為百度翻譯是一本非常好的字典，請再考慮一下。百度翻譯本質(zhì)上是一組機(jī)器學(xué)習(xí)算法。百度不需要更新百度 Translate;它會根據(jù)不同單詞的使用情況自動更新。
 

　　哦，哇 還有什么?
 

　　雖然仍然是主題，但Siri，Alexa，Cortana都是語音識別和合成的實例。有些技術(shù)可以使這些助手識別或發(fā)音以前從未聽過的單詞。他們現(xiàn)在能做的事令人難以置信，但在不久的將來，它們將給人留下深刻的印象!
 

　　SPAM過濾。令人印象深刻，但值得注意的是，SPAM不再遵循一組規(guī)則。它自己了解了什么是垃圾郵件，什么不是垃圾郵件。
 

　　推薦系統(tǒng)。Netflix，淘寶，F(xiàn)acebook。推薦給您的所有內(nèi)容都取決于您的搜索活動，喜歡，以前的行為等等。一個人不可能像這些網(wǎng)站一樣提出適合您的推薦。最重要的是，他們跨平臺，跨設(shè)備和跨應(yīng)用程序執(zhí)行此操作。盡管有些人認(rèn)為它是侵入性的，但通常情況下，數(shù)據(jù)不是由人處理的。通常，它是如此復(fù)雜，以至于人類無法掌握它。但是，機(jī)器將賣方與買方配對，將電影與潛在觀眾配對，將照片與希望觀看的人配對。這極大地改善了我們的生活。
 

　　說到這，淘寶擁有如此出色的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，它們可以高度確定地預(yù)測您將購買什么以及何時購買。那么，他們?nèi)绾翁幚磉@些信息?他們將產(chǎn)品運(yùn)送到最近的倉庫，因此您可以在當(dāng)天訂購并收到產(chǎn)品。難以置信!
 

　　金融機(jī)器學(xué)習(xí)
 

　　我們名單上的下一個是金融交易。交易涉及隨機(jī)行為，不斷變化的數(shù)據(jù)以及從政治到司法的各種因素，這些因素與傳統(tǒng)金融相距甚遠(yuǎn)。盡管金融家無法預(yù)測很多這種行為，但是機(jī)器學(xué)習(xí)算法會照顧到這種情況，并且對市場的變化做出響應(yīng)的速度比人們想象的要快。
 

　　這些都是業(yè)務(wù)實現(xiàn)，但還有更多。您可以預(yù)測員工是否會留在公司或離開公司，或者可以確定客戶是否值得您光顧-他們可能會從競爭對手那里購買還是根本不購買。您可以優(yōu)化流程，預(yù)測銷售，發(fā)現(xiàn)隱藏的機(jī)會。機(jī)器學(xué)習(xí)為機(jī)會開辟了一個全新的世界，對于在公司戰(zhàn)略部門工作的人們來說，這是一個夢想成真。
 

　　無論如何，這些已在這里使用。然后，我們將進(jìn)入自動駕駛汽車的新境界。
 

　　機(jī)器學(xué)習(xí)算法
 

　　直到最近幾年，無人駕駛汽車還是科幻小說。好吧，不再了。自動駕駛汽車已經(jīng)驅(qū)動了數(shù)百萬英里(即使不是數(shù)十億英里)。那是怎么發(fā)生的?沒有一套規(guī)則。而是一組機(jī)器學(xué)習(xí)算法，使汽車學(xué)習(xí)了如何極其安全有效地駕駛。
 

　　我們可以繼續(xù)學(xué)習(xí)幾個小時，但我相信您的主旨是：“為什么要使用機(jī)器學(xué)習(xí)”。
 

　　因此，對您來說，這不是為什么的問題，而是如何的問題。
 

　　這就是我們的Python機(jī)器學(xué)習(xí)課程所要解決的問題。蓬勃發(fā)展的數(shù)據(jù)科學(xué)事業(yè)中最重要的技能之一-如何創(chuàng)建機(jī)器學(xué)習(xí)算法!
 

　　如何創(chuàng)建機(jī)器學(xué)習(xí)算法?
 

　　假設(shè)我們已經(jīng)提供了輸入數(shù)據(jù)，創(chuàng)建機(jī)器學(xué)習(xí)算法最終意味著建立一個輸出正確信息的模型。
 

　　現(xiàn)在，將此模型視為黑匣子。我們提供輸入，并提供輸出。例如，考慮到過去幾天的氣象信息，我們可能想創(chuàng)建一個預(yù)測明天天氣的模型。我們將輸入模型的輸入可以是度量，例如溫度，濕度和降水。我們將獲得的輸出將是明天的天氣預(yù)報。
 

　　現(xiàn)在，在對模型的輸出感到滿意和自信之前，我們必須訓(xùn)練模型。訓(xùn)練是機(jī)器學(xué)習(xí)中的核心概念，因為這是模型學(xué)習(xí)如何理解輸入數(shù)據(jù)的過程。訓(xùn)練完模型后，我們可以簡單地將其輸入數(shù)據(jù)并獲得輸出。
 

　　如何訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法?
 

　　訓(xùn)練算法背后的基本邏輯涉及四個要素：
 

　　a.數(shù)據(jù)

　　b.模型

　　c.目標(biāo)函數(shù)

　　d.優(yōu)化算法
 

　　讓我們探索每個。
 

　　首先，我們必須準(zhǔn)備一定數(shù)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。
 

　　通常，這是歷史數(shù)據(jù)，很容易獲得。
 

　　其次，我們需要一個模型。
 

　　我們可以訓(xùn)練的最簡單模型是線性模型。在天氣預(yù)報示例中，這將意味著找到一些系數(shù)，將每個變量與它們相乘，然后將所有結(jié)果求和以得到輸出。但是，正如我們稍后將看到的那樣，線性模型只是冰山一角。依靠線性模型，深度機(jī)器學(xué)習(xí)使我們可以創(chuàng)建復(fù)雜的非線性模型。它們通常比簡單的線性關(guān)系更好地擬合數(shù)據(jù)。
 

　　第三個要素是目標(biāo)函數(shù)。
 

　　到目前為止，我們獲取了數(shù)據(jù)，并將其輸入到模型中，并獲得了輸出。當(dāng)然，我們希望此輸出盡可能接近實際情況。這就是目標(biāo)函數(shù)出現(xiàn)的地方。它估計平均而言，模型輸出的正確性。整個機(jī)器學(xué)習(xí)框架歸結(jié)為優(yōu)化此功能。例如，如果我們的函數(shù)正在測量模型的預(yù)測誤差，則我們希望將該誤差最小化，或者換句話說，將目標(biāo)函數(shù)最小化。
 

　　我們最后的要素是優(yōu)化算法。它由機(jī)制組成，通過這些機(jī)制我們可以更改模型的參數(shù)以優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。例如，如果我們的天氣預(yù)報模型為：
 

　　明天的天氣等于：W1乘以溫度，W2乘以濕度，優(yōu)化算法可能會經(jīng)過以下值：
 

　　W1和W2是將更改的參數(shù)。對于每組參數(shù)，我們將計算目標(biāo)函數(shù)。然后，我們將選擇具有最高預(yù)測能力的模型。我們怎么知道哪一個最好?好吧，那將是具有最佳目標(biāo)函數(shù)的那個??，不是嗎?好的。大!
 

　　您是否注意到我們說了四個成分，而不是說了四個步驟?這是有意的，因為機(jī)器學(xué)習(xí)過程是迭代的。我們將數(shù)據(jù)輸入模型，并通過目標(biāo)函數(shù)比較準(zhǔn)確性。然后，我們更改模型的參數(shù)并重復(fù)操作。當(dāng)我們達(dá)到無法再優(yōu)化或不需要優(yōu)化的程度時，我們將停止，因為我們已經(jīng)找到了解決問題的足夠好的解決方案。