如果按中文的语言习惯来解读,这个定义可以理解为:“假设某项评价指标可作为系统性能的度量(Performance,简称 P),且这个指标可以在某类任务(Task,简称 T)的执行过程中随着经验(Experience,简称 E)增加而不断自我改进的话,那么我们就称该过程‘ Process<P, T, E>’是一种学习行为。”这个定义明确列出了“任务 T”“度量 P”“经验 E”与学习过程“Process<P, T, E>”这几个符号,使得它读起来显得有点拗口,但这些符号都是必要的,它们构成了机器学习的一种最基础的形式体系,只要再结合几个具体例子,就可以使这个定义变得形象。
以本轮人工智能风潮最初的热点“人机对弈”为例,机器学习采用每一步落子位置对全局胜率的影响(度量 P)来评价系统性能,在每一次对弈(任务T)中,基于机器学习算法的人机对弈软件<sup>○一</sup>,是根据历史棋局的对局数据(经验E),来修正根据棋盘局面推算每一步的最佳落子位置的模型,通过越来越接近模型的输出结果,计算出当前形势下相对胜率最高的落子位置。
对于人工智能另一个备受关注的应用方向“汽车自动驾驶”,机器学习采用各种路况下正确的驾驶操作的概率(度量 P)来评价系统性能,在不同路况的行驶过程(任务 T)中,无人车是基于机器学习训练出来的模型来实现自动驾驶的,而不是依赖程序员的编程来判断各种路况,因为编码几乎不可能穷举出所有可能的路况,必须根据长期行驶的路况和操作记录的分析结果,基于人类应对各种路况的经验(经验 E)来修正这个驾驶模型,然后由这个模型来决定在传感器提供的图像、速度等信息下,机器采取怎样的驾驶操作才是正确的。
上面这些机器学习的定义和例子,都是从机器学习的本质出发,即从它“是什么”、要“做什么”的角度来解释机器学习这个概念。还有另一种在教科书中常见的表达形式,是从机器学习的过程元素入手,将机器学习分解为三个部分,从机器学习“怎么做”的角度来定义它。在李航老师的《统计学习方法》一书中,就提出机器学习由“模型”“策略”和“算法”三个要素构成:
174
第三部分 第三波高潮
○一 有许多棋类对弈软件是基于搜索算法的,如多数象棋软件,这里仅指通过机器学习来实现的对弈软件,譬如近年来能和职业选手对抗的围棋软件。