汽车深度学习的浅度表达

时间:2016-06-16 08:40:31 来源:汽车人传媒 作者:黄耀鹏 点击:
关键字:深度学习,智能汽车
摘 要:具有真正意义上深度学习能力的汽车,驾驶上高效、明智的同时,可能也得允许它拥有一点人的特质,但不要指望它拥有人的情感和心理——在学习的背后,仍是一整套人为的、冷冰冰的算法和一个空前强大的计算核心。

具有真正意义上深度学习能力的汽车,驾驶上高效、明智的同时,可能也得允许它拥有一点人的特质,但不要指望它拥有人的情感和心理——在学习的背后,仍是一整套人为的、冷冰冰的算法和一个空前强大的计算核心。

◎ 汽车人传媒记者   黄耀鹏

汽车发展的终极目标,无疑是车辆完全的智能驾驶。在任何使用条件下,不依赖人的干预。所有舆论都在念叨,智能驾驶(或者称“无人驾驶”)的出路在于大数据和深度学习。殊不知,这两者在一定程度上是两条路。

春节期间在12306上买过火车票的朋友,都对验证图片留有印象。它比一般网站的验证码更加严格,错误率也更高,不仅因为它采用图形验证,而因为它采用了“更模糊”(主要体现在背景和变形处理上)的图形。它们试图把不受欢迎的东西挡在门外——机器人刷票。

在人类某些擅长的领域——模糊识别,机器人目前还显得“很傻”。给你一幅宠物的图片,你一眼就能看出是猫还是狗,不管它们的品种和打扮的样子。而计算机就难以识别。

在智能驾驶领域,正在要求机器人像人一样决策:在路牌和标志线不大清晰的时候,在警察和交通信号做出相反指示的时候,在精确地图无法覆盖的时候,在云端网络数据无法传输的时候……都需要车载智能系统做出模糊决策,而明智的程度至少不能低于训练有素的司机。

要求汽车具备的能力,就是深度学习。这意味着它必须模拟人的思考过程。计算机的逻辑是一连串的“如果……那么……”,反映到一个计算单元,则有一个明确的输入,和一个确定的输出。

而人的思维则要复杂得多。一个神经元,不但要考虑输入,还要考虑邻近神经元的计算结果——经过一定法则“加权”形成的中间结果(如何加权,来自于实际的经验),经过多输入之后的输出,可能比前者更复杂、更趋近实际。在这个过程中,人类滤除了大多数不值得关注的边缘信息。过滤的规则在哪里?就是其他神经元“加权”的秘密。

两者比较,产生两个结论:一个是,人脑具有深度结构,认知是逐层的。另一个是,模糊决策可以分解为多层的抽象任务。目前最强大的计算机,已经初步拥有了这两大法宝。前一阵显示出令人惊讶的学习能力的AlphaGo,已经表明了这一点。尽管它只会下围棋,不会开车,但学习原理并无不同。这反映了谷歌的人工智能走到了世界前列。

深度学习的前身是“人工神经网络”,这个概念早在上世纪60年代就已诞生。在2006年以前的20多年的时间里,尝试训练深度架构的试验都失败了。不但无法产生人类期望的结果,比如无法识别垃圾桶还是三角锥(多数时候,这至关重要),而且决策层数莫名其妙地“变浅”了。显然,计算机还是试图回到自己熟悉的思考轨道。

讽刺的是,人工智能的先驱者——麻省理工已故Minsky教授,并不看好深度学习。他认为神经网络将永远不会拥有想象力,而这一点正在被打破。学习算法的飞速发展,使研究者们意识到,可以将深度学习分为“有监督学习”和“无监督学习”。

前者是在大数据分析基础上的不断训练。输入-计算-连接-评估-纠错(也许要多次重复)-最优解。算法迭代如果能够“自洽”,车载计算机的学习曲线要比人快得多,它们瞬间就“学习”了大量交通数据(包括雷达和图像数据),得出最佳结论,而不必通过一次次实际驾驶,才能成为熟练驾驶员。

后者甚至不需要“实质经历”(分析数据),它意味着计算机有想象力。不必在大数据的基础上“慢慢”分析、寻求最优解,而是意图引导的学习。比如一个孩子突然置身陌生环境,他会努力理解环境,评估事物背后风险和原因。他可能触碰一些东西(相当于做试验),对自己提出问题,并持续对他脑子里的环境模型进行修正。

若要计算机进行“无监督的学习”,需要人类做更多。考察“学习成果”倒很容易。给车载计算机展现许多图像,比如其他汽车,要求它“想象”出一个新的汽车样子。但到目前为止,它表现得很糟糕——生成的视觉图像充斥着类似“minecraft”游戏中的马赛克块。

无论哪种学习,思考的层次很重要,抽象分解的层次越多,学习的程度越深。这就是所谓的深度学习了。再过20年(也许更短),你走上汽车,你的车为你麻利地斟上咖啡的同时,对你说,它昨晚做了一个噩梦。你千万不要激动地把咖啡泼到仪表台上(如果还有仪表台的话)。

具有真正意义上深度学习能力的汽车,驾驶上高效、明智的同时,可能也得允许它拥有一点人的特质,但不要指望它拥有人的情感和心理——在学习的背后,仍是一整套人为的、冷冰冰的算法和一个空前强大的计算核心。

深度学习的未来,值得期盼,还是可怕的?

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