人工智能产业深度研究报告（一）

　　2.3.3“深度学习”技术的出现

　　“深度学习”是机器学习研究中的一个新的领域，它模拟人类大脑神经网络的工作原理，将输出的信号通过多层处理，将底层特征抽象为高层类别，它的目标是更有效率、更精确地处理信息。深度学习自2006年由Geoffrey

　　Hinton教授和他的两个学生被提出后，使得机器学习有了突破性的进展，极大地推动了人工智能水平的提升。2013年，《麻省理工技术评论》把它列入年度十大技术突破之一。

　　人脑具有一个深度结构，认知过程是逐步进行，逐层抽象的，能够层次化地组织思想和概念。深度学习之所以有如此大的作用，正是因为它较好地模拟了人脑这种“分层”和“抽象”的认知和思考方式。

　　深度学习的实质，是通过构建具有很多隐层的机器学习模型和海量的训练数据，来学习更有用的特征，从而最终提升分类或预测的准确性。因此，“深度模型”是手段，“特征学习”是目的。区别于传统的浅层学习，深度学习的不同在于：1）强调了模型结构的深度，通常有5层、6层，甚至10多层的隐层节点；2）明确突出了特征学习的重要性，也就是说，通过逐层特征变换，将样本在原空间的特征表示变换到一个新特征空间，从而使分类或预测更加容易。与人工规则构造特征的方法相比，利用大数据来学习特征，更能够刻画数据的丰富内在信息。

　　深度学习使得人工智能在几个主要领域都获得了突破性进展：在语音识别领域，深度学习用深层模型替换声学模型中的混合高斯模型（GaussianMixture

　　Model，GMM），获得了相对30%左右的错误率降低；在图像识别领域，通过构造深度卷积神经网络（CNN），将Top5错误率由26%大幅降低至15%，又通过加大加深网络结构，进一步降低到11%；在自然语言处理领域，深度学习基本获得了与其他方法水平相当的结果，但可以免去繁琐的特征提取步骤。可以说到目前为止，深度学习是最接近人类大脑的智能学习方法。

　　深度学习引爆了一场革命，将人工智能带上了一个新的台阶，将对一大批产品和服务产生深远影响。

　　2.3.4“人脑”芯片将从另一个方向打开人工智能的大门

　　前面提到了现代计算机的冯·诺依曼体系结构阻碍了大规模并行计算的实现，导致人工智能发展受限。而今天人工智能发展面临突破，除了上文说的云计算、大数据、深度学习三个原因之外，另外一个方向的努力也是不容忽视的，那就是彻底改变了冯·诺依曼体系结构的“人脑”芯片。

　　“人脑”芯片，也叫神经形态芯片，是从硬件方向对人脑物理结构的模拟。这种芯片把数字处理器当作神经元，把内存作为突触，跟传统·冯诺依曼结构不一样，它的内存、CPU和通信部件是完全集成在一起，因此信息的处理完全在本地进行。而且由于本地处理的数据量并不大，传统计算机内存与CPU之间的瓶颈不复存在了。同时神经元之间可以方便快捷地相互沟通，只要接收到其他神经元发过来的脉冲（动作电位），这些神经元就会同时做动作。