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什麼是人工智慧?

什麼是人工智慧?

在AI領域取得成功前工程師需要知道什麼?

人工智慧(AI)是一種模仿人類行為的智慧。它是一個透過電腦或是系統設計去感知外界環境、做出決策以及採取行動的軟體。建立一個成功的AI系統除了需要了解系統的完整工作流程外、如何訓練AI模型之外,還需要關注更多有關AI的資訊。

如何應用AI?

AI這個術語非常普遍,隨著越來越多的工程師將AI結合廣泛的應用,它在相關產業中也逐漸被大家所熟知。值得注意的是近期有許多AI應用,像是自動駕駛、機器人或是自然語言處理…等。這些應用程式在實現人工智慧的方式上有所不同,但是底層技術仍是「利用深度學習模型或是機器學習模型建立決策系統」。

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依據自己系統的目標及需求,選擇適合的深度學習或機器學習演算法來應用於人工智慧系統。

機器學習與深度學習的差異

您可以根據應用程式、需要預處理的資料大小以及需要解決的問題種類選擇各種技術和模型。機器學習和深度學習都有各自的優點:

機器學習

傳統機器學習能夠訓練多種分類器,像是SVMs和決策樹。機器學習也能夠將特徵提取最佳化。您可以透過結合各種不同的方法來找出最適合這些資料的安排。

» 了解更多機器學習模型


深度學習

深度學習是機器學習的專業版,它可以在資料中自動地將相關性特徵進行擷取。另外,深度學習網路在預測能力上通常比經典的機器學習模型更好,而且隨著訓練資料的增加,深度學習模型的準確度會提升。

» 了解更多深度學習模型

機器學習與深度學習的差異

透過classification leaner App嘗試各種不同的機器學習演算法,找到最適合自己模型的方法。

不論您選擇機器學習或是深度學習,您都需要具備嘗試各種不同演算法,以及決定哪一種演算法最符合您的應用和需求的能力。

AI基礎觀念

用資料驅動AI

資料是大部分的AI應用的核心。在AI流程中花費最多的時間的步驟通常是,針對模型的需求, 將原始資料執行精確且有意義的預處理。 資料的準備需要領域內的專家來判斷資料哪些關鍵特徵是不重要的,哪些是值得考 慮的罕見事件。 資料準備和進行標記的過程通常是乏味且耗時的。這個過程可能包括使用合成資料和額外樣本來擴充資料集,但工程師應考慮透過自動化標註流程,更快速地取得乾淨、已標註的資料。

建立AI模型

建立成功AI模型的兩個關鍵要素

  • 選擇一組演算法:您目前聚焦在機器學習或是深度學習?若能從一整套完整的演算法與預先建構的模型著手,代表您已經善用人工智慧社群中的豐富成果,搶得開發先機,而不是從零開始。
  • 持續迭代您的模型:在這個階段,您將針對模型參數進行調整,以找出最能產生穩健且精準結果的組合。建立一個高準確度的模型通常需要時間,不過好消息是,透過增加硬體資源(例如使用一個或多個 GPU),可以大幅加快訓練涵蓋各種參數組合、輸入資料與模型層數的速度。

模擬AI設計

AI 模型通常存在於大型且複雜的系統中。如自動駕駛系統中,用於感知的AI必須整合定位和路徑規劃的演算法,以及用於煞車、加速和其他控制元件。每個部分都需互相協作以建立完整的系統。而這樣複雜的 AI 驅動系統需要整合與模擬。

AI的實際應用:利用機器學習檢測 BMW 汽車的過度轉向

自主停車中的強化學習
人工智慧被應用於複雜機器人系統的各個部分。

模擬是整個系統整合的關鍵。它能驗證各個組件是否能正確協同運作,並確保在各種情境下的結果與反應符合預期。此外,模擬也讓您能在部署到實體硬體之前,先確認模型的正確性。

在AI設計器模擬

由於許多應用程式使用AI,因此存在多樣化的部署需求。無論是車輛中的電子控制單元(ECU)、化工廠中的邊緣系統,還是接收來自多個地點資料的雲端串流系統。AI可以存在於這些系統的任何部分,因此您的模型需要能夠在任何可能的平台上部署和執行。

工程師們與AI:打造AI系統

工程師們與AI:打造AI系統

利用MATLAB®開發企業用AI

在將人工智慧整合至系統中時,有許多層面需要深入考量。身為工程師,關鍵不僅在於建立模型,更要著重於整個 AI 工作流程的規劃與執行

利用MATLAB開發企業用AI
  • 資料取得:快速連接不同的資料擷取硬體,整理大量資料,或在訓練資料有限的情況下,產生合成資料。
  • 資料預處理及標記:透過預處理和標記應用程式更快地建立更好的資料集。使用低程式碼開發應用程式和 MATLAB 中的內建函式來提高資料質量並自動標記真實基準。
  • 建立AI模型:透過嘗試多種模型,並比較機器學習和深度學習演算法,找到適合您應用的最佳解決方案。存取數百個預訓練模型,包括來自 TensorFlow™ 和 PyTorch® 的模型,並執行遷移學習以節省時間和資源。
  • 決策視覺化:透過使用可解釋性技術(如 LIME、Shapley 和 Grad-CAM)以及驗證 AI 模型的穩健性,建立對 AI 決策的信任。這些技術可直接在 MATLAB 中使用,無需手動撰寫函式。
  • 系統模擬:將 AI 模型整合到 Simulink® 中,可以將AI功能直接嵌入到您的複雜系統中。這種整合可以讓工程師們在將模型部署到生產環境之前,在整個系統內模擬AI。
  • 邊緣設備部署:利用自動產生的程式碼,針對您的裝置來識別和消除程式碼錯誤。MATLAB會自動為您的特定目標硬體產生程式碼,如此一來,您可以將模型整合到企業的系統、分群、雲端或是嵌入式硬體。

工程師們和科學家們是推動AI專案成功的關鍵領域專家。MATLAB讓工程師和科學家們在各自的領域中使用AI,並促進各行各業中的團隊與組織之間的協作

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