機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器發(fā)現(xiàn)區(qū)別在哪？

機(jī)器學(xué)習(xí)現(xiàn)在可謂是炙手可熱。只要應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)，就可以有效豐富數(shù)據(jù)和知識，促進(jìn)有價(jià)值的任務(wù)自動化，包括感知、分類和數(shù)值預(yù)測等。而它的“兄弟”——機(jī)器發(fā)現(xiàn)，可用于發(fā)現(xiàn)照亮和引導(dǎo)人類的新知識。讓我們來探討一下機(jī)器學(xué)習(xí)或者機(jī)器發(fā)現(xiàn)的最佳應(yīng)用場景，以及其對商業(yè)很重要的原因。

多年以前我是一名機(jī)器發(fā)現(xiàn)的研究人員，在《機(jī)器學(xué)習(xí)》雜志上發(fā)表過學(xué)術(shù)論文，也參加過機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)會議并做過報(bào)告，因?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器發(fā)現(xiàn)與人類活動類似。作為一名（有經(jīng)驗(yàn)的）企業(yè)家，經(jīng)常有人問我，對于自動處理某些任務(wù)來說，學(xué)習(xí)方法是否非常重要，這也是促使我寫這篇文章的原因。首先讓我們回顧一些基本概念。

人工智能領(lǐng)域的一個(gè)重要想法就是，智力工作可以看作是在“問題空間”內(nèi)的啟發(fā)式搜索，可以幫助找到問題的解決方法。

讓我們想象這樣一個(gè)電視里常見的任務(wù)場景：重案組探員到達(dá)案發(fā)現(xiàn)場，尸體躺在地板上。一個(gè)糟糕的偵探拿起電話簿，從第一頁開始依次打電話進(jìn)行審訊。一個(gè)非常糟糕的偵探甚至?xí)J(rèn)為是太空入侵或逃走的狒狒干了這事，并要求NASA和當(dāng)?shù)貏游飯@去追尋這些線索。他們這樣的行為就是采用了錯(cuò)誤的啟發(fā)方法。

一個(gè)好的偵探會善于利用正確的啟發(fā)方法，從已存在的問題開始，例如：死亡原因是什么？受害者最后見的人是誰？有仇人嗎？有沒有秘密戀情？欠過債？好的偵探也會從上述答案入手，來更加有效地在大范圍內(nèi)搜索嫌疑犯。偉大的偵探甚至可能想出更加有啟發(fā)性的想法。

“機(jī)器發(fā)現(xiàn)”的關(guān)鍵點(diǎn)在于發(fā)現(xiàn)就像是另外的智力任務(wù)，因此在問題空間中應(yīng)用的人工智能關(guān)鍵啟發(fā)式發(fā)現(xiàn)搜索方法也可應(yīng)用于機(jī)器發(fā)現(xiàn)任務(wù)中。

另一方面，“機(jī)器學(xué)習(xí)”的關(guān)鍵點(diǎn)在于給予足夠的數(shù)據(jù)和相關(guān)結(jié)果，以及一些概念（例如哪些數(shù)據(jù)特征和預(yù)測結(jié)果有關(guān)系），然后軟件經(jīng)過訓(xùn)練后也能夠?qū)崿F(xiàn)這種關(guān)聯(lián)。經(jīng)典的例子包括使用歷史數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)如何根據(jù)信用風(fēng)險(xiǎn)對貸款申請進(jìn)行分類，或者預(yù)測顧客的流失。

何為機(jī)器學(xué)習(xí)或機(jī)器發(fā)現(xiàn)的最佳應(yīng)用？

帶著這些關(guān)鍵點(diǎn)，我們來考慮具體應(yīng)用中，哪種設(shè)計(jì)（發(fā)現(xiàn)或?qū)W習(xí)）更好？例如：為大型派對或活動引入客流量。一個(gè)好的派對主辦方需要了解客人之間的共同興趣，并努力向他們介紹彼此，解釋他們的共同點(diǎn)，以促進(jìn)他們之間的交流。這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因此主辦方都非常忙。憑借一份參與者名單，這種情況能夠自動化嗎？

人工智能或者發(fā)現(xiàn)方法會這樣處理事情：研究或者找出什么可以促成良好的相互介紹。什么決定了（引薦的）質(zhì)量？這是為了核心目的而做出的有創(chuàng)新的介紹方法嗎？哪些數(shù)據(jù)源可以加強(qiáng)這種自動推介（比如LinkedIn簡介或者其他自我介紹）？

然后，就可以生成一些自動介紹，例如：你們?nèi)粠缀踉谕粫r(shí)間從同一所大學(xué)畢業(yè)；或者你們都曾為非洲和平組織服務(wù)過；甚至你們兩位是這里唯一知道機(jī)器學(xué)習(xí)的人。

壞的啟發(fā)方法可能會導(dǎo)致：你們都離婚了四次以上（尷尬）；或者你們都來自中西部（重點(diǎn)模糊）；或者你們的生日都在冬天（不相關(guān)）。

我們已經(jīng)討論了機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，以及如何實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用。那么我們概括一下：何為機(jī)器學(xué)習(xí)或機(jī)器發(fā)現(xiàn)的最佳應(yīng)用？

機(jī)器發(fā)現(xiàn)需要研究任務(wù)的邏輯，需要相應(yīng)的知識，包括該范圍內(nèi)的優(yōu)先路徑，以及使其符合實(shí)際的算法設(shè)計(jì)。這有利于正在搜索的空間和使用的啟發(fā)方法的創(chuàng)新。但是最大的創(chuàng)新或許來源于基于具體輸入而獲得的新穎、有創(chuàng)造性的輸出，因?yàn)樽詣踊梢蕴剿鞅热祟悓?shí)際考慮的還要大得多空間的可能性。

讓我們來看看關(guān)于機(jī)器發(fā)現(xiàn)引擎的三個(gè)例子，其中每個(gè)都用編好程序的啟發(fā)式技術(shù)盡可能地探索和報(bào)道可供人類閱讀的知識。

90年代商業(yè)化的搜索引擎會搜索很多信息文件，利用啟發(fā)式技術(shù)（例如頁碼排序，根據(jù)每一份文件的內(nèi)容或者標(biāo)題的查詢詞確定優(yōu)先級）來給出引文清單，且每個(gè)摘錄都動態(tài)地定制為查詢詞的函數(shù)。

2000年左右商業(yè)化的歸類引擎將數(shù)以百計(jì)的搜索結(jié)果以分組的形式放入主題文件夾，利用啟發(fā)式技術(shù)（比如提取出的主題的語言特性，每一個(gè)主題涵蓋多少搜索結(jié)果，將主題劃分為不重疊組的效果如何等）來描述出現(xiàn)在返回的搜索結(jié)果中的主題。

2015年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化基準(zhǔn)化引擎在大型同類群體中發(fā)現(xiàn)其異常表現(xiàn)，利用啟發(fā)式技術(shù)（例如組合簡潔、合理的屬性，和處理異常類型良好地句型）來輸出能傳達(dá)關(guān)于目標(biāo)實(shí)體基準(zhǔn)化見解的英語段落。

機(jī)器發(fā)現(xiàn)的方法也許是：任務(wù)輸出結(jié)果并不只是分類或者數(shù)字上的預(yù)測。人們寫了很多關(guān)于這種任務(wù)的書或者文章來教授新人。這里也沒有關(guān)于輸入/正確輸出組的豐富數(shù)據(jù)，因此要常常說服別人為什么輸入數(shù)據(jù)和任務(wù)元認(rèn)知知識符合特定的輸出。任務(wù)元認(rèn)知知識是孤立的，因此在執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候并不需要一般的常識。

這對于科技商業(yè)來說意味著什么呢？機(jī)器學(xué)習(xí)能使自動化任務(wù)實(shí)現(xiàn)半自動化從而減少開支。機(jī)器學(xué)習(xí)可以應(yīng)用于很多數(shù)據(jù)豐富的任務(wù)。機(jī)器發(fā)現(xiàn)則更強(qiáng)調(diào)需要特定知識和訓(xùn)練的具體任務(wù)，機(jī)器發(fā)現(xiàn)往往偏向于手工制作，更加精細(xì)和罕見。

你需要大量內(nèi)部或供應(yīng)商的人工智能專業(yè)知識。供應(yīng)商會更少，而且他們更關(guān)注有深遠(yuǎn)影響的具體知識任務(wù)，從而確保企業(yè)在經(jīng)濟(jì)上可行。供應(yīng)商不會稱自己為機(jī)器發(fā)現(xiàn)公司。與機(jī)器學(xué)習(xí)不同的是，由于機(jī)器發(fā)現(xiàn)的公司更少，因此更容易產(chǎn)生市場差異化。

機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器發(fā)現(xiàn)雖然是親兄弟，但是當(dāng)它們都成熟以后就會分開。