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臉書(shū)首席科學(xué)家Yann LeCun：實(shí)現(xiàn)AI缺的是這些！

2018-04-27 19:27:31 來(lái)源： 長(zhǎng)城會(huì) 熱度:
  
聽(tīng)楊樂(lè)坤講述關(guān)于深度學(xué)習(xí)的最新研究成果，描述深度學(xué)習(xí)的未來(lái)及機(jī)器智能所要面臨的的
挑戰(zhàn)
監(jiān)督學(xué)習(xí)無(wú)可替代
 
如今的 AI 系統(tǒng)都是使用的監(jiān)督學(xué)習(xí)，所有的 AI 應(yīng)用，不管是圖像識(shí)別、聲音識(shí)別還是人臉識(shí)別，或者機(jī)器翻譯等等，這些都是監(jiān)督學(xué)習(xí)的應(yīng)用。訓(xùn)練監(jiān)督學(xué)習(xí)模型需要向它展示各種例子，并告訴它正確答案，如果你想讓機(jī)器學(xué)會(huì)將汽車(chē)和飛機(jī)區(qū)分開(kāi)來(lái)，比如你給它展示一輛車(chē)的圖像，它說(shuō)這不是一輛車(chē)，然后你可以對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，下次再向機(jī)器展示同一張圖像的話，你就會(huì)得到接近正確的答案。
 

我們可以對(duì)機(jī)器進(jìn)行端到端的訓(xùn)練，來(lái)完成特定的任務(wù)，feeding 原始的 inputs，就會(huì)自動(dòng)給出 outputs。機(jī)器學(xué)習(xí)這個(gè)任務(wù)的過(guò)程是端到端的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)這種方式機(jī)器，計(jì)算機(jī)能更好地了解這個(gè)世界。
 
比如卷積網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上這個(gè)想法是可以回溯到上個(gè)世紀(jì)八十年代。它可識(shí)別圖像，同時(shí)也有很多其他的應(yīng)用，比如說(shuō)可以用于語(yǔ)言處理、語(yǔ)言識(shí)別和其他很多的應(yīng)用。我們知道對(duì)于神
經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是非常大的，只有在非常強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)上才可以運(yùn)用，需要有 GPU 加以輔助。

在深度學(xué)習(xí)變得比較普遍之前，我們首先要確保這樣的一些系統(tǒng)可以用于這些情況，比如一個(gè)例子是我們?cè)?2009 年、2010 年在紐約大學(xué)合作的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以看到它可以識(shí)別馬路上的建筑、天空以及路上的車(chē)和人等等，這個(gè)在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有被稱(chēng)為最好的系統(tǒng)。再過(guò)幾年之后，越來(lái)越多人相信深度學(xué)習(xí)是可以奏效的，可以發(fā)揮作用的。
在這里大家可以看到在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中使用的幾個(gè)層，比如說(shuō)有 100 層或者 180 層的一些人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在 Facebook 當(dāng)中我們就會(huì)廣泛使用。這上面大家可以看到錯(cuò)誤率是在不斷下降的，有的時(shí)候表現(xiàn)的甚至要比人還要好。它的性能非常好，已經(jīng)成為了一種標(biāo)桿。
 
這是 Facebook 人工智能部門(mén)所做的研究，叫做 Mask R-CNN，可以看到它的結(jié)果，它可以標(biāo)記這樣的圖像，就像我剛才給大家展示的例子，展示出非常好的性能。它不僅僅可以識(shí)別出每個(gè)人，同時(shí)它會(huì)為每個(gè)人加一個(gè)標(biāo)記，所以可以很容易區(qū)分出是一個(gè)人還是一只狗。

在這里大家可以看到這個(gè)系統(tǒng)可以識(shí)別電腦、酒杯、人、桌子，也可以數(shù)出來(lái)到底有多少，而且也可以識(shí)別出道路、汽車(chē)。如果五年之前問(wèn)系統(tǒng)這些問(wèn)題的話，我們當(dāng)時(shí)可能認(rèn)為需要 10-20 年時(shí)間才能達(dá)到今天呈現(xiàn)的效果。
 

這也是 Facebook 所做的一些研究，叫做 Detectron。大家可以下載上面的代碼，它可以探測(cè) 200 多種不同的類(lèi)別，這也是 Facebook 在 AI 方面的一些研究，我們不僅僅發(fā)布了一些論文，同時(shí)連代碼也都發(fā)布出來(lái)了，這樣的話世界各地都可以更好的熟知這種技術(shù)。
 
當(dāng)然還包括其他很多項(xiàng)目，在 Facebook 我們利用 DensePose 這樣的技術(shù)，預(yù)測(cè)人類(lèi)的行為。我們現(xiàn)在有一個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的運(yùn)行，在一個(gè)單一的 GPU 上運(yùn)行。它可以跟蹤很多人的行為，生成視頻，非常的準(zhǔn)確，可以實(shí)時(shí)地生成一些相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息，并且相應(yīng)的代碼也是可以用的，這些都是一些最新的應(yīng)用。
 

當(dāng)然利用的這樣的技術(shù)不僅僅可以進(jìn)行識(shí)別圖像，面部識(shí)別，也可以識(shí)別人的行動(dòng)，也可以用來(lái)翻譯，這是 Facebook 在加州所做的研究（FairSeq）。我們可以用這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)來(lái)行翻譯的工作。
 
我覺(jué)得對(duì)于行業(yè)說(shuō)進(jìn)行這樣的開(kāi)發(fā)研究將是會(huì)是一個(gè)非常有用的過(guò)程，同時(shí)我們也希望自己所開(kāi)發(fā)的技術(shù)能夠引導(dǎo)整個(gè)社區(qū)，解決我們所感興趣的問(wèn)題。我們認(rèn)為 AI 不僅僅會(huì)幫助我們解決問(wèn)題，同時(shí)還會(huì)幫助我們解決很多人類(lèi)自己無(wú)法解決的挑戰(zhàn)，所以我們會(huì)與科學(xué)團(tuán)隊(duì)一起朝這方面努力。
這里是在過(guò)去的幾年里，F(xiàn)AIR 所發(fā)布的一些開(kāi)源項(xiàng)目，包括像深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，還有深度學(xué)習(xí)框架等等。


我剛才講到每天都會(huì)有一些新的應(yīng)用發(fā)布，而深度學(xué)習(xí)的廣泛應(yīng)用也進(jìn)一步推動(dòng)科學(xué)方面的研究。在接下來(lái)幾年里深度學(xué)習(xí)會(huì)發(fā)生更大的革命。


接下來(lái)為大家舉一個(gè)例子，這段視頻表現(xiàn)出來(lái)的是一種加速過(guò)程，它可以訓(xùn)練車(chē)去進(jìn)行駕駛，而且可以調(diào)整車(chē)輪的方向。這樣可以讓車(chē)自己去進(jìn)行駕駛，而不需要有人去進(jìn)行校正。

可微分編程
 
 
接下來(lái)我們?cè)賮?lái)看一下可微分編程，這個(gè)編程可以用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解釋。

我們通過(guò)研究可以實(shí)現(xiàn)這樣的一種編程，可以利用這樣的系統(tǒng)或者培訓(xùn)系統(tǒng)，來(lái)完成某一個(gè)具體的任務(wù)。


這是幾年前所開(kāi)展的工作，是由 Facebook 和紐約大學(xué)一起合作做的項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目是訓(xùn)練模型，讓它能夠回答相關(guān)的問(wèn)題。在自然語(yǔ)言處理過(guò)程中，也可以看到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)的，在不斷變化的。
 

這是另外一個(gè)例子，如果你要建立一個(gè)能夠回答復(fù)雜問(wèn)題的系統(tǒng)，比如說(shuō)關(guān)于圖像的復(fù)雜問(wèn)題等。為了回答這個(gè)圖片是不是有更多的立體形狀，之后我們就會(huì)讓系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。比如說(shuō)這里有多少是方形體，或者有多少顏色，最后告訴你具體的答案是什么。通過(guò)這么做我們可以建立起一個(gè)端到端的解答的途徑，而且也允許你提出更多新的問(wèn)題。根據(jù)你輸入的數(shù)據(jù)不同，它會(huì)有所變化。

大家看到這里是我們最近開(kāi)發(fā)所得到的一些深度學(xué)習(xí)最新的成就，之后我們來(lái)看一下關(guān)于 AI 有沒(méi)有我們觸及到的。

機(jī)器學(xué)習(xí)需要常識(shí)
 
 
對(duì)于新技術(shù)，我覺(jué)得可以進(jìn)入到更多的領(lǐng)域，比如進(jìn)行更多的影像分析。在一定程度上，我們覺(jué)得機(jī)器可能確實(shí)擁有一定的人工智能，但具體細(xì)節(jié)上，我們還需要進(jìn)行更多探討。
 
比如在機(jī)器學(xué)習(xí)方面，我們?cè)趺醋瞿?？在這兒可以看到有一些具體的圖像，我們有些新的方法。在實(shí)際的生活當(dāng)中其實(shí)這種方式不太成功，因?yàn)殛P(guān)于深度學(xué)習(xí)方面我們要進(jìn)行深入的挖掘，因?yàn)閷?duì)于機(jī)器本身它會(huì)有不同的解決方案，比如在實(shí)際生活中是不能夠去實(shí)施的。

有時(shí)候讓機(jī)器學(xué)習(xí)很長(zhǎng)時(shí)間才能玩游戲。所以在核心功能方面，現(xiàn)在確實(shí)還沒(méi)有觸及到。但這些機(jī)器是能做到的，只是我們還沒(méi)有挖掘出來(lái)。我們也可以對(duì)機(jī)器本身進(jìn)行更深入的訓(xùn)練，比如我們要讓系統(tǒng)進(jìn)行成千上萬(wàn)次的訓(xùn)練之后，它們才能夠進(jìn)行學(xué)習(xí)。

有些學(xué)習(xí)它是與力學(xué)相關(guān)的，但是在實(shí)際的生活當(dāng)中不可能實(shí)時(shí)進(jìn)行，所以我們只能夠進(jìn)行模擬，但它也需要我們進(jìn)行很多的嘗試才能夠讓機(jī)器學(xué)到。
 

嬰兒們是怎么學(xué)習(xí)的呢？比如就像右下角這幅圖向他們所展示的，六個(gè)月以下的嬰兒可能不太了解物理運(yùn)動(dòng)，可當(dāng)他們滿(mǎn)了八個(gè)月之后，他們已經(jīng)知道自由落體這個(gè)動(dòng)作了。
 

所以像右下角的這個(gè)小女孩非常了不起，我的一位朋友她給我們展示了嬰兒怎么學(xué)會(huì)一些概念，而且他們也能夠了解一些最基本的物理原理，這是他們?cè)谏钪凶畛鯇W(xué)到的一些概念，這是憑借人們常識(shí)獲得的，嬰兒們所學(xué)會(huì)的是就是一些常識(shí)。
 

另外我們向動(dòng)物展示這樣的情景，比如大家看一下這個(gè)大猩猩，它們?cè)谟啄甑臅r(shí)候由培訓(xùn)員給它們進(jìn)行展示一些東西，所以大猩猩面對(duì)這樣的魔術(shù)會(huì)笑出來(lái)，而人們會(huì)把這當(dāng)做世界最初的原型。
 

但我們希望機(jī)器能夠建立一些樣本，使得系統(tǒng)運(yùn)行，最終機(jī)器就能進(jìn)行一些預(yù)測(cè)，像人一樣有效運(yùn)行。我們有這樣的監(jiān)督或者學(xué)習(xí)就能夠使得機(jī)器得到訓(xùn)練和規(guī)劃，這是我們所需要建立的一個(gè)系統(tǒng)。
 

不管下次的變革出現(xiàn)在哪里，我覺(jué)得它們應(yīng)該是自我監(jiān)督或者無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)，而且在這樣的變革當(dāng)中也會(huì)出現(xiàn)一些常識(shí)性的學(xué)習(xí)。
我總結(jié)一下，這是我們最近做的一些非常有意義的事情，這是一些預(yù)測(cè)性的模型，來(lái)由機(jī)器進(jìn)行規(guī)劃，根據(jù)它們的嘗試進(jìn)行預(yù)測(cè)。
我們進(jìn)行了對(duì)抗性訓(xùn)練，比如說(shuō)我們可以訓(xùn)練機(jī)器來(lái)了解哪個(gè)分項(xiàng)是更可能的，或者在實(shí)際生活中會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果。對(duì)于發(fā)生的可能性它也會(huì)來(lái)做出預(yù)測(cè)，可能有的時(shí)候有的結(jié)果是虛假的，不是真實(shí)的。通過(guò)這么做我們就能夠得到不同機(jī)器產(chǎn)生的結(jié)果，之后得到了很多的影像和圖片。
 
我們的系統(tǒng)在進(jìn)行訓(xùn)練之后，生成了一系列的人臉，大家看看這些名人的面孔，里面有一些是假的圖像，是由機(jī)器生成的，但看起來(lái)是真實(shí)的。
 
我們將在下周會(huì)議上向大家展示最新的結(jié)果，得到的成果非常好?？傊?，我們希望把這個(gè)工具之后能夠融入到我們的機(jī)器學(xué)習(xí)當(dāng)中。

最后，我想做一下總結(jié)，我覺(jué)得監(jiān)督學(xué)習(xí)是不能夠被替代的，不管是無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)還是其他的學(xué)習(xí)方式都不能夠替代它，這點(diǎn)已經(jīng)引起了很多人的興趣，我們也要進(jìn)行更多嘗試。還有一點(diǎn)我需要強(qiáng)調(diào)的是，我們要讓機(jī)器能夠推理，來(lái)看深深度學(xué)習(xí)能帶給我們什么樣的推理能力，同時(shí)也要了解在AI時(shí)代，機(jī)器的推理能力有多高，邏輯性有多強(qiáng)。
 
接下來(lái)我們也要來(lái)朝著可微分編程的智能學(xué)習(xí)的方向持續(xù)發(fā)展，這就需要進(jìn)行做更多對(duì)抗性訓(xùn)練的研究。當(dāng)然，還會(huì)出現(xiàn)更多的有關(guān)深度學(xué)習(xí)的變革，比如一些多渠道發(fā)展或者是復(fù)雜的架構(gòu)，在這個(gè)領(lǐng)域也會(huì)出現(xiàn)更多的理論。


關(guān)于技術(shù)監(jiān)督的趨勢(shì)很顯然是不斷的弱化，甚至監(jiān)督會(huì)消失，這就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一些新理論的產(chǎn)生，比如新語(yǔ)言，或者是一些新的并行文本，我相信之后應(yīng)該有多維度的可能性?？赡軙?huì)出現(xiàn)一些新框架，包括了一些動(dòng)態(tài)影像。我們會(huì)和微軟，和亞馬遜會(huì)進(jìn)行更多合作，我們也會(huì)不斷進(jìn)行開(kāi)源。
 
當(dāng)然，現(xiàn)在我們的工作量很大，但是關(guān)于我們的移動(dòng)工具和其他工具越來(lái)越流行了，F(xiàn)acebook 的用戶(hù)他們每天能夠推出大概 20 億張不同的影像，所以我們希望能充分發(fā)揮這方面的能力，它可能是一種很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力。另外，我們也要不斷強(qiáng)化硬件，以使用戶(hù)需求能夠得到專(zhuān)業(yè)化的處理。
 

責(zé)任編輯：向宜芳

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