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AI技术干货|生成式人工智能详解1:人工智能、机器学习和深度学习的比较
云栖网：通过本文的阅读和学习，您将学习到以下内容：
- 定义[[生成式人工智能（Generative AI）]]：生成式人工智能是一种通过对大量数据进行学习，从而能够创建新的、与原始数据类似的内容的人工智能技术。这些新生成的内容可能包括文字、图片、音乐等。
- 解释生成式人工智能的工作原理：生成式人工智能的基础是机器学习模型，特别是深度学习模型，这些模型通过学习大量的训练数据来理解其中的模式和规律。然后，当给这些模型提供一个初始输入或"提示"时，它们就可以生成与训练数据有相似特征的新的内容。
- 描述生成式人工智能的模型类型：生成式人工智能的模型有很多种，包括生成对抗网络（GANs）、变分自编码器（VAEs）、自回归模型如Transformer等。不同类型的模型有不同的特点和应用场景。
- 描述生成式人工智能的应用：生成式人工智能有许多应用，包括创建新的艺术作品、生成文本、进行图像编辑和增强、生成音乐、生成视频等。此外，生成式人工智能在设计和建筑、电子游戏、医药研发等领域也有广泛的应用。
在深入探索生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence - Generative AI）的迷人世界之前，理解人工智能（Artificial Intelligence - AI）及其重要的子集机器学习（Machine Learning - ML）的基本概念是至关重要的。初学者和专家通常会提出两个基本问题：“人工智能究竟是什么？”以及“人工智能与机器学习有何区别？”这就好比我们在研究生物学之前，必须了解细胞是生命的基本单位，了解DNA是生物遗传的物质基础一样。
由于其科学性和复杂性，人工智能可以被看作是一门学科，就像物理学或生物学一样。它是计算机科学的一个分支，专注于创建被称为“智能代理”的系统，这些系统具有推理、学习、适应和自主行动的能力。简单来说，人工智能是一个多元化的领域，围绕着设计、理论、开发和应用能够展现出类似人类认知功能的机器而展开。
人工智能（AI）就像一个大工厂，工厂内的工人（机器）在努力模仿人类的思维和行为，包括但不限于理解自然语言、识别模式、解决问题和做出决策。在这个巨大的AI工厂中，机器学习(ML)是其中一个关键的流水线车间。机器学习是人工智能的一个核心子集，是一种能够根据输入数据训练模型的系统。它的主要目标是通过训练模型，使模型能够从新的或以前未见过的数据中得出有用的预测，这些数据与训练时使用的数据类似。机器学习就像一个工厂中的自动流水线，它可以根据处理的数据自主地学习和适应，大大减少了对显式编程的需求。
通过将AI看作是自主机器智能的广泛目标，而机器学习则是实现这一目标的具体方法，我们可以清晰地理解AI和ML的区别。也就是说，机器学习就像AI工厂的一台自我学习和进步的机器。这种关系可以通过维恩图形象地表示出来，AI是一个大圆，包含了几个小圆，每个小圆代表AI的不同子集，其中之一就是ML。
图 1 AI 及其子集
深度学习（Deep Learning - DL）是机器学习的一个子集，深度学习更像是机器学习的一个高级工具车间，它专注于使用神经网络模拟人脑的行为。虽然单层神经网络就可以做出近似预测，但是添加更多的隐藏层可以优化预测的精度和准确性。
在机器学习的领域里有两个主要的分支：监督学习和无监督学习。监督学习就像一个有答案的教科书，模型可以从标记的数据中学习，也就是说，它有答案可以学习；而无监督学习则更像一个无答案的谜题，模型需要自己在数据中找出结构和关系。此外，还有一种介于两者之间的强化学习，模型通过经验学习执行动作。
为了让读者对这些概念有一个更全面的理解，我们可以通过对比AI、ML和DL的关键特性来创建一张表格。在该表格中，我们比较了诸如定义、应用、学习方法、数据需求和计算需求等属性。
表格 1 人工智能、机器学习和深度学习三者的比较
需要注意的是，人工智能、机器学习和深度学习的领域是相互联系的，每一个都是一个更大集合的重要部分。机器学习推动了今天大多数的AI进步，而深度学习又推动了大多数机器学习的突破。这就像一个大型工厂，人工智能是工厂本身，机器学习是其中的生产线，而深度学习是生产线上的高级工具，三者相互作用，共同推动着人工智能的进步。
在下一节，我们将探讨生成式人工智能的概念，这是一个使用基础理论模型生成新内容的有趣子领域。这项技术有许多令人惊叹的应用，包括图像合成、文本生成，甚至音乐创作。
