2019年3月27日,美国计算机协会(ACM)宣布把2018年的图灵奖(Turing Award)颁给深度学习的三位先驱Geoffrey Hinton、Yoshua Bengio和Yann LeCun,以表彰他们为当前人工智能的发展所做出的贡献。
神经网络是最古老的人工智能方法之一,大概于20世纪50年代建立,但由于受限于当时技术与算力的瓶颈,神经网络并未得到学术界和工程界足够的重视。经过数十年的潜心研究,他们将这种近乎边缘化的想法,变成了计算机科学中最热门的想法。他们所倡导的技术,已经成为谷歌、微软、苹果、百度、阿里、腾讯等每个大型科技公司未来战略的核心。
在ACM的公告中(见ACM官网),Geoffrey Hinton之所以得奖主要源自他1986年发明的反向传播算法和1983年的玻尔兹曼机。

Geoffrey Hinton
从去年开始,笔者一直关注学习Geoffrey Hinton的工作,特别是玻尔兹曼机(见:“自指”玻尔兹曼机:纪念迟来的应用)。总的来说,反向传播算法是一种调参算法,但玻尔兹曼机的意义却不限于算法,其中或许隐藏着巨大的宝藏。一般的玻尔兹曼机很难进行具体的现实计算,主要原因在于收敛速度太慢。因此目前主要使用玻尔兹曼机的简化版——受限玻尔兹曼机。类似于生物的感知反馈系统,受限玻尔兹曼机由可见神经元构成的可见层(感知系统)与隐神经元构成的隐含层(反馈系统)所组成,见图1。将多个这种类生物的结构进行重叠就形成了深度神经网络的雏形。

图1:受限玻尔兹曼机
受限玻尔兹曼机可以用“对比散度算法”进行近似计算,收敛速度很快,因此效果非常不错。国内有很多受限玻尔兹曼机的算法介绍(例如:一起读懂传说中的经典:受限玻尔兹曼机),但是附上的程序无一例外(就笔者目前所见)都是直接复制粘贴其它(国外)网站上的,很多的细节非常不清楚,最关键的是还运行不了。
后来,笔者不得不亲自动手编写受限玻尔兹曼机的程序(请原谅我不是计算机专业),主要是进行样式识别。今天是Geoffrey Hinton因为玻尔兹曼机得图灵奖的特殊日子,因此分享一个之前编的受限玻尔兹曼机程序出来,算是庆贺玻尔兹曼机得奖。
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