AI、机器学习、深度学习和生成式 AI 有什么区别?
AI、机器学习、深度学习和生成式 AI 经常一起出现。它们不是四个互不相关的名词,而是处在同一张地图上的不同范围。
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先看最重要的关系
可以先这样记:
人工智能 AI └── 机器学习 Machine Learning └── 深度学习 Deep Learning └── 许多现代生成式 AI 模型
严格来说,生成式 AI 是按“能生成内容”划分的应用与技术类别,它和深度学习高度重合,但重点与前三个概念不完全相同。
人工智能:最大的目标
人工智能关注的是:怎样让机器表现出感知、推理、决策或生成能力。
早期 AI 可以大量依赖人工规则,例如专家系统。它不一定需要从数据中训练模型,因此 AI 的范围比机器学习更大。
机器学习:让机器从数据中学习
机器学习不要求开发者把每条判断规则都写出来,而是提供数据、答案和学习方法,让模型自己寻找输入与输出之间的规律。
常见算法包括:
-
线性回归;
-
K 近邻;
-
决策树和随机森林;
-
支持向量机;
-
神经网络。
因此神经网络只是机器学习模型中的一类。
深度学习:使用多层神经网络
深度学习主要使用多层神经网络学习复杂特征。
传统机器学习项目常常需要人工设计特征。比如识别垃圾短信时,可能先统计关键词、文本长度和特殊符号。深度学习则尝试让网络在训练中自己学习哪些特征重要。
它在图像、语音和自然语言任务中尤其常见,但通常也需要更多数据和算力。
生成式 AI:重点是创造新内容
传统分类模型回答的问题可能是“这是什么”,生成式模型回答的问题则可能是“请生成一个新的结果”。
它可以生成:
-
文本与代码;
-
图片和视频;
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语音与音乐;
-
结构化数据。
ChatGPT 一类产品属于生成式 AI。它们背后通常使用深度学习和 Transformer,但生成式 AI 不等于大语言模型,大语言模型也只是生成式 AI 的重要分支之一。
用任务来区分更容易
| 场景 | 更关注的概念 |
|---|---|
| 用固定规则下棋 | 人工智能 |
| 用历史房价预测价格 | 机器学习 |
| 用卷积神经网络识别图片 | 深度学习 |
| 根据提示生成一篇文章 | 生成式 AI |
从三个维度判断技术类型
判断一个系统属于哪一类时,可以分别观察学习方式、模型结构和输出任务。
下面的任务对照图可以帮助快速建立判断顺序:
最小机器学习实验:从数据中拟合关系
下面用四组面积和价格数据训练一个线性回归模型:
from sklearn.linear_model import LinearRegression
x = [[40], [60], [80], [100]]
y = [120, 180, 240, 300]
model = LinearRegression()
model.fit(x, y)
prediction = model.predict([[70]])
print(f"70 平方米预测价格:{prediction[0]:.1f} 万元")
print(f"学到的系数:{model.coef_[0]:.1f}")
安装依赖并运行:
pip install scikit-learn python 02_ml_regression.py
结果:
70 平方米预测价格:210.0 万元 学到的系数:3.0
代码里没有直接写出“每平方米 3 万元”这条规则。模型根据训练数据拟合出了系数,这就是一个最小的机器学习过程。它属于 AI 和机器学习,但没有使用多层神经网络,也不属于生成式任务。
两个常见误区
误区一:机器学习等于神经网络
线性回归、决策树和随机森林都属于机器学习。神经网络只是其中一类,使用多层神经网络时通常称为深度学习。
误区二:生成式 AI 等于大语言模型
大语言模型主要生成文字和代码。图像、语音、音乐与视频生成同样属于生成式 AI,因此大语言模型只是其中一个分支。
这一课先记住什么
AI 是最大的领域,机器学习让机器从数据中学习,深度学习主要使用多层神经网络,生成式 AI 关注生成新的内容。
下一课开始进入机器学习的第一组分叉:监督学习和无监督学习。
本文首发于「去你想去的地方」: AI、机器学习、深度学习和生成式 AI 有什么区别? | 去你想去的地方
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