什麼是人工智慧?

什麼是人工智慧?

人工智慧無所不在——你的手機、你的信箱、地圖導航、幫你寫你半途而廢的郵件。但人工智慧究竟是什麼?簡而言之:它是一系列技術的集合,使電腦能夠執行我們通常認為只有人類智慧才能完成的任務,例如識別模式、進行預測以及生成語言或圖像。這並非誇張的行銷宣傳,而是一個紮實的領域,它融合了數學、數據以及大量的試誤。權威文獻將人工智慧定義為能夠學習、推理並以我們認為智慧的方式朝著目標行動的系統。 [1]

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什麼是人工智慧:簡明版🧠➡️💻

人工智慧是一系列使軟體能夠模擬智慧行為的方法。我們通常不會編寫每條規則的程式碼,而是透過訓練模型,使其能夠泛化到新的情境中——例如圖像辨識、語音轉文字、路線規劃、程式碼助理、蛋白質結構預測等等。如果你想在筆記中記住一個簡潔的定義:可以把它想像成執行與人類智力過程相關的任務的電腦系統,例如推理、發現意義和從資料中學習。 [1]

該領域中一個有用的思維模型是將人工智慧視為目標導向系統,該系統能夠感知環境並選擇行動——這在思考評估和控制迴路時非常有用。 [1]


人工智慧的真正用途是什麼✅

為什麼選擇人工智慧而不是傳統規則?

  • 模式識別能力-模型能夠發現龐大資料集中的細微關聯,而人類可能在午餐前都無法發現。

  • 適應性-隨著資料量的增加,無需重寫所有程式碼即可提高效能。

  • 規模化速度-一旦訓練完成,模型就能快速穩定地運行,即使在資料量龐大的情況下也是如此。

  • 生成性-現代系統不僅可以將事物分類,還可以產生文字、圖像、程式碼,甚至是候選分子。

  • 機率思維-與脆弱的 if-else 邏輯森林相比,它能更優雅地處理不確定性。

  • 使用工具——您可以將模型連接到計算器、資料庫或搜索,以提高可靠性。

  • 它不好的地方在於──偏見、幻覺、過時的訓練資料、隱私風險。我們會解決這些問題的。

說實話,有時候人工智慧感覺像是思維的自行車,有時又像在碎石路上騎獨輪車。兩種說法都可能成立。


人工智慧如何以人類的速度運作🔧

大多數現代人工智慧系統都結合了以下要素:

  1. 數據——例如語言、圖像、點擊、感測器讀數。

  2. 目標——損失函數,用來描述「好」的標準。

  3. 演算法-訓練模型以最小化損失的過程。

  4. 評估——測試集、指標、健全性檢查。

  5. 部署-為模型提供監控、安全和防護措施。

兩大傳統:

  • 基於符號或邏輯的人工智慧——顯式規則、知識圖譜、搜尋。非常適合形式化推理和約束。

  • 統計或基於學習的人工智慧——即從數據中學習的模型。深度學習正是基於此,也是近期最熱門的研究領域;一篇被廣泛引用的綜述概述了從分層表示到優化和泛化的各個方面。 [2]

在基於學習的人工智慧領域,以下幾個支柱至關重要:

  • 監督學習-從標記的例子中學習。

  • 無監督和自監督學習-從未標記資料中學習結構。

  • 強化學習-透過嘗試和回饋進行學習。

  • 生成式建模-學習產生看起來很逼真的新樣本。

你每天都會聽到這兩個富有創意的家庭的故事:

  • Transformer-大多數大型語言模型背後的架構。它利用注意力機制將每個詞元與其他詞元關聯起來,從而實現並行訓練並產生流暢的輸出。如果你聽過“自註意力機制”,那就是其核心技巧。 [3]

  • 擴散模型-它們學習逆轉雜訊過程,從隨機雜訊逐步恢復到清晰的影像或音訊。這就像用微積分緩慢而小心地將一副撲克牌重新洗牌一樣;基礎性工作展示瞭如何有效地進行訓練和採樣。 [5]

如果這些比喻顯得牽強,那也無可厚非──人工智慧是一個不斷變化的目標。我們都在學習這支舞,而樂曲卻在中途變換。


你每天都能在這裡遇到人工智慧📱🗺️📧

  • 搜尋與推薦- 排名結果、資訊流、影片。

  • 電子郵件和文件- 自動完成、摘要、品質檢查。

  • 相機與音訊- 降噪、HDR、轉錄。

  • 導航-交通預測、路線規劃。

  • 支援與服務- 聊天客服人員負責分類和撰寫回應。

  • 編碼——建議、重構、測試。

  • 健康與科學-分診、影像支援、結構預測。 (將臨床環境視為安全關鍵;採用人工監督和記錄在案的限制。)[2]

小例子:產品團隊可能會對語言模型前的檢索步驟進行 A/B 測試;錯誤率通常會下降,因為模型會基於更新鮮、更貼近任務的上下文進行推理,而不是靠猜測。 (方法:預先定義指標,保留一組測試集,並比較完全相同的提示。)


優勢、局限,以及兩者之間的些許混亂⚖️

優勢

  • 能夠優雅地處理大型、雜亂的資料集。

  • 能夠利用相同的核心機製完成各種任務。

  • 學習我們未曾人工設計的潛在結構。 [2]

限制

  • 幻覺-模型可能會產生聽起來合理但實際上不正確的輸出。

  • 偏見-訓練資料可能編碼社會偏見,而係統隨後會複製這些偏見。

  • 穩健性-極端情況、對抗性輸入和分佈偏移都可能導致系統崩潰。

  • 隱私與安全-如果不小心,敏感資料可能會外洩。

  • 可解釋性-為什麼會這樣說?有時解釋不清,這給審計工作帶來了困難。

風險管理的存在是為了避免交付混亂的產品: NIST AI 風險管理框架提供了實用且自願的指導,以提高設計、開發和部署過程中的可信度——例如,繪製風險圖、衡量風險以及管理端到端的使用。 [4]


道路交通規則:安全、管理與責任🛡️

法規和指導正在逐步跟上實踐的步伐:

  • 基於風險的方法-高風險用途面臨更嚴格的要求;文件記錄、資料治理和事件處理至關重要。公共框架強調透明度、人工監督和持續監控。 [4]

  • 產業細微差別-安全關鍵領域(如醫療健康)需要人為介入和仔細評估;通用工具仍需要清晰的預期用途和限製文件。 [2]

這不是要扼殺創新;而是不要把你的產品變成圖書館裡的爆米花機……這聽起來很有趣,但實際上卻並非如此。


人工智慧在實踐中的類型及範例🧰

  • 感知——視覺、語音、感測器融合。

  • 語言——聊天、翻譯、摘要、提取。

  • 預測——需求預測、風險評分、異常檢測。

  • 規劃與控制——機器人技術、物流。

  • 生成——圖像、音訊、視訊、程式碼、結構化資料。

其底層數學原理依賴線性代數、機率論、最佳化和計算棧,這些都保證了整個系統的流暢運作。如需更深入了解深度學習的基礎理論,請參閱權威性綜述。 [2]


比較表:熱門AI工具一覽🧪

(故意略有瑕疵。價格會變動。實際效果可能因人而異。)

工具 最適合 價格 為什麼它效果很好
聊天式法學碩士 寫作、問答、構思 免費+付費 強大的語言建模;工具接口
影像生成器 設計、情緒板 免費+付費 擴散模型在視覺效果方面表現出色
代碼副駕駛 開發者 付費試用 基於程式碼語料庫訓練;快速編輯
向量資料庫搜尋 產品團隊,支持 各不相同 檢索事實以減少偏差
語音工具 會議,創作者 免費+付費 ASR + TTS 清晰得令人驚訝
分析人工智慧 營運、財務 企業 無需200個電子表格即可進行預測
安全工具 合規與治理 企業 風險映射、日誌記錄、紅隊演練
設備上的微型設備 行動端、隱私人士 相對自由 低延遲;資料保留在本地

如何像專業人士一樣評估人工智慧系統🧪🔍

  1. 明確工作內容-用一句話描述工作任務。

  2. 選擇指標-準確率、延遲、成本、安全觸發。

  3. 製作一個測試集-具代表性、多樣化、獨立存在。

  4. 檢查故障模式-系統應拒絕或升級的輸入。

  5. 檢定是否有偏差-在適用情況下,檢定人口統計切片和敏感屬性。

  6. 人工參與-明確何時需要人工審核。

  7. 日誌與監控- 漂移偵測、事件回應、回滾。

  8. 文件-資料來源、限制、預期用途、風險提示。 NIST AI RMF 為您提供了這方面的通用語言和流程。 [4]


我常聽到的一些常見誤解🙃

  • 「這只是複製。」訓練過程學習統計結構;生成過程則根據該結構建立新的輸出。這可能具有創造性——也可能是錯誤的——但它不是複製貼上。 [2]

  • 「人工智慧像人一樣理解事物。」進行建模。有時這看起來像是理解;有時則像是一種自信的模糊狀態。 [2]

  • 「越大越好。」規模固然重要,但資料品質、對齊方式和檢索效率往往更為關鍵。 [2][3]

  • 「一個AI就能統治一切。」真正的技術棧是多模型的:事實檢索、文本生成、設備上的小型快速模型,以及經典的搜尋。


更深入了解:變形金剛和擴散,一分鐘搞定⏱️

  • Transformer透過計算詞元之間的注意力分數來決定關注點。堆疊層可以捕捉長程依賴關係而無需顯式遞歸,從而實現高並行性和在各種語言任務中的出色效能。這種架構是大多數現代語言系統的基礎。 [3]

  • 擴散模型透過逐步學習消除噪聲,就像擦拭模糊的鏡子直到人臉顯現一樣。其核心訓練和取樣想法引發了影像生成的蓬勃發展,現在也擴展到了音訊和視訊領域。 [5]


您可以儲存的微型詞彙表📚

  • 模型—一個參數化函數,我們對其進行訓練以將輸入映射到輸出。

  • 訓練-優化參數以最大限度地減少樣本損失。

  • 過度擬合-在訓練資料上表現出色,但在其他資料上表現平平。

  • 幻覺——流暢但內容與事實不符的表達。

  • RAG-檢索增強生成,它參考最新的資訊來源。

  • 一致性訓練-塑造行為以遵循指示和規範。

  • 安全-防止有害輸出並管理整個生命週期中的風險。

  • 推理-使用訓練好的模型進行預測。

  • 延遲-從輸入到得到結果所需的時間。

  • 護欄-圍繞模型的策略、過濾器和控制。


太長了,沒看完-結語🌯

什麼是人工智慧?一系列技術的集合,使電腦能夠從數據中學習並聰明地朝著目標行動。現代人工智慧浪潮的核心是深度學習——尤其是用於語言的Transformer演算法和用於媒體傳播的Transformer演算法。如果運用得當,人工智慧可以擴展模式識別能力,加快創意和分析性工作,並開啟新的科學領域。但如果使用不當,它可能會誤導他人、排斥異己或削弱信任。理想的人工智慧發展路徑是將強大的工程技術與治理、評估以及謙遜的態度結合。這種平衡不僅是可能的——而且在合適的框架和規則下,它是可教授、可測試和可維護的。 [2][3][4][5]


參考

[1]大英百科全書 - 人工智慧 (AI)了解更多
[2] 《自然》雜誌 - “深度學習”(LeCun、Bengio、Hinton)了解更多
[3] arXiv - “注意力機制就是你所需要的一切”(Vaswani 等人)了解
更多
[ 4]美國國家標準與技術研究院概率等人)了解更多

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