隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展,AI大模型一直被視為推動(dòng)人工智能領(lǐng)域提升的關(guān)鍵因素,大模型已成為了引領(lǐng)技術(shù)浪潮研究和應(yīng)用方向。大模型是指具有龐大規(guī)模和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的人工智能模型,它們具有數(shù)以億計(jì)的參數(shù)和深層次的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這些模型通過學(xué)習(xí)海量數(shù)據(jù)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化,在各種任務(wù)上取得了令人矚目的成果。本文將對(duì)AI大模型進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,包括其定義、發(fā)展歷程以及分類等。
1. AI大模型的定義
AI大模型是通過深度學(xué)習(xí)算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練出的具有龐大規(guī)模參數(shù)的人工智能模型。這些模型使用大量的多媒體數(shù)據(jù)資源作為輸入,并通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和優(yōu)化算法來完成大規(guī)模的訓(xùn)練,以學(xué)習(xí)和理解到輸入數(shù)據(jù)的模式和特征。這些模式和特征最終通過大模型中龐大的參數(shù)進(jìn)行表征,以獲得與輸入數(shù)據(jù)和模型設(shè)計(jì)相匹配的能力,最終來實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、更廣泛的任務(wù),如語音識(shí)別、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺等。 大模型的訓(xùn)練過程是根據(jù)大量的輸入數(shù)據(jù),通過算法調(diào)整模型中龐大的參數(shù)來優(yōu)化模型性能。在訓(xùn)練過程中,模型會(huì)根據(jù)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行反向傳播和優(yōu)化,以最小化損失函數(shù)并更新參數(shù),在訓(xùn)練收斂時(shí),參數(shù)會(huì)趨于穩(wěn)定,這意味著模型已經(jīng)學(xué)習(xí)到了最佳的參數(shù)設(shè)置,模型也就具備了相應(yīng)的能力。這意味著模型在給定的輸入下,將會(huì)產(chǎn)生一致的輸出。這種確定性是基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的特征和模型結(jié)構(gòu)所決定的,即決定模型訓(xùn)練能力的因素主要有輸入的數(shù)據(jù)和模型算法參數(shù)的設(shè)計(jì)。 因此,模型的性能和功能不僅取決于模型參數(shù)的確定,還取決于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量、模型架構(gòu)的選擇等。為了獲得更好的性能和功能,需要綜合考慮這些因素,并進(jìn)行合適的調(diào)整和優(yōu)化。 根據(jù)以上定義和理解不難推斷出AI大模型的特點(diǎn): ? 大量的參數(shù):大模型通常具有龐大的參數(shù)規(guī)模,擁有數(shù)以億計(jì)的參數(shù),這些參數(shù)可以存儲(chǔ)模型的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),更多的參數(shù)意味著模型具有更強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力和表示能力,能夠更好地捕捉數(shù)據(jù)中的復(fù)雜模式和特征,以便進(jìn)行推理和預(yù)測(cè)。AI大模型的目標(biāo)是通過增加模型的參數(shù)數(shù)量來提高模型的表現(xiàn)能力。相比之下,傳統(tǒng)的淺層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或機(jī)器學(xué)習(xí)模型可能無法捕捉到更復(fù)雜的關(guān)系和模式。 ? 上下文理解和生成:大模型能夠理解和生成更具上下文和語義的內(nèi)容,通過注意力機(jī)制、上下文編碼器等關(guān)鍵技術(shù)來學(xué)習(xí)和訓(xùn)練大量的語言、圖像等輸入數(shù)據(jù),可以從復(fù)雜的真實(shí)場(chǎng)景中提取有用的信息。 ? 強(qiáng)大的泛化能力:大模型通過在大規(guī)模數(shù)據(jù)上進(jìn)行訓(xùn)練,具有強(qiáng)大的泛化能力。它們從大量的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)到廣泛的特征和模式,并且能夠在未學(xué)習(xí)過、未見過的數(shù)據(jù)上也同樣表現(xiàn)良好。對(duì)未學(xué)知識(shí)的泛化能力也是評(píng)估大模型的重要指標(biāo)。 ? 計(jì)算資源需求大:大模型對(duì)于數(shù)據(jù)和計(jì)算資源的需求非常大。需要強(qiáng)大的計(jì)算資源來進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化和推理,這需要具備出色的并行計(jì)算能力的GPU、TPU處理器集群,這使得訓(xùn)練和使用這些模型成為一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。 ? 遷移學(xué)習(xí)能力:大模型在一個(gè)或多個(gè)領(lǐng)域上進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練,并能夠?qū)W(xué)到的知識(shí)遷移到新任務(wù)或新領(lǐng)域中。這種遷移學(xué)習(xí)能力使得模型在新任務(wù)上的學(xué)習(xí)速度更快,同時(shí)也提高了模型在未知領(lǐng)域中的性能。 ? 預(yù)訓(xùn)練與微調(diào):大模型可以采用預(yù)訓(xùn)練和微調(diào)兩階段策略。在預(yù)訓(xùn)練階段,模型通過大規(guī)模無標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)到一種通用表示。在微調(diào)階段,模型使用有標(biāo)簽數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行細(xì)化訓(xùn)練,以適應(yīng)具體的任務(wù)和領(lǐng)域。這種在大規(guī)模數(shù)據(jù)上進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練,再在具體任務(wù)上進(jìn)行微調(diào),能夠讓大模型適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。 ? 多領(lǐng)域應(yīng)用:大模型應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,并解決多種任務(wù),如自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺、語音識(shí)別等。大模型不僅在單一模態(tài)領(lǐng)域中有很強(qiáng)的表現(xiàn),更能夠進(jìn)行跨模態(tài)的任務(wù)處理。 AI大模型具有諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也存在一些挑戰(zhàn)和限制,如訓(xùn)練時(shí)間長、計(jì)算資源需求大、模型復(fù)雜度高、通用泛化能力受限等等。此外,由于其龐大的參數(shù)規(guī)模,大模型可能面臨可解釋性和隱私等方面的諸多挑戰(zhàn)。 盡管有諸多問題和挑戰(zhàn),但AI大模型的蓬勃發(fā)展已經(jīng)勢(shì)不可擋。最近幾年,隨著深度學(xué)習(xí)和硬件技術(shù)的快速發(fā)展,出現(xiàn)了一系列強(qiáng)大的大模型,其中最著名的就是以Transformer架構(gòu)為基礎(chǔ)的BERT、GPT和T5等模型。以GPT-3為例,它具有1750億個(gè)參數(shù)。該模型在自然語言處理任務(wù)中表現(xiàn)出色,能夠生成高質(zhì)量的文本、回答問題和進(jìn)行對(duì)話。而這僅僅是大模型的開始…
2. AI大模型的發(fā)展歷程
AI大模型的發(fā)展可以追溯到早期的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,但真正的突破始于深度學(xué)習(xí)的興起和計(jì)算能力的提升。 AI大模型的發(fā)展歷程其實(shí)就是深度學(xué)習(xí)的發(fā)展過程。以下是AI大模型發(fā)展的一些重要里程碑: (1) 多層感知機(jī)(Multi-Layer Perceptron,MLP):20世紀(jì)80年代出現(xiàn),是最早的深度學(xué)習(xí)模型之一,是一種基本的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,由多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層組成,每層包含多個(gè)神經(jīng)元,每個(gè)神經(jīng)元與前一層的所有神經(jīng)元相連,逐層傳遞信息進(jìn)行訓(xùn)練和推理,開始引入了多層結(jié)構(gòu)和非線性激活函數(shù),從而擴(kuò)展了模型的表達(dá)能力。MLP的基本結(jié)構(gòu)包括輸入層、隱藏層和輸出層。輸入層接收原始數(shù)據(jù)作為輸入,隱藏層通過一系列非線性變換將輸入進(jìn)行特征提取和轉(zhuǎn)換,最后輸出層產(chǎn)生模型的預(yù)測(cè)結(jié)果。 MLP的工作原理是通過權(quán)重和偏置參數(shù)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行線性組合和非線性激活,以學(xué)習(xí)和表示輸入數(shù)據(jù)之間的復(fù)雜關(guān)系。通過反向傳播算法,MLP可以根據(jù)預(yù)定義的損失函數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化,以使其輸出盡可能地接近目標(biāo)值。MLP在機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用,尤其是在分類和回歸任務(wù)中。它的擴(kuò)展和改進(jìn)形式,如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN),已經(jīng)成為深度學(xué)習(xí)中的核心模型。盡管MLP是深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),但它在處理復(fù)雜的非線性問題和大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)存在一些限制。隨著深度學(xué)習(xí)的發(fā)展,MLP逐漸被更強(qiáng)大和靈活的模型所取代,但它仍然為理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和概念提供了重要的基礎(chǔ)。 (2) 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Recurrent Neural Networks):是在1986年由Rumelhart和McClelland提出的一種能夠處理序列數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,其基本概念是引入了循環(huán)連接,使得網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)先前的信息進(jìn)行記憶和利用。該記憶機(jī)制允許信息在時(shí)間上進(jìn)行傳遞,從而更好地捕捉序列中的上下文信息,能夠從序列數(shù)據(jù)中獲取上下文依賴關(guān)系,使其在自然語言處理、語音識(shí)別等任務(wù)中表現(xiàn)出色。 RNN在網(wǎng)絡(luò)中引入循環(huán)連接,使得網(wǎng)絡(luò)的輸出不僅依賴于當(dāng)前輸入,還依賴于之前的輸入和隱藏狀態(tài)。其關(guān)鍵組成部分是隱藏狀態(tài),它可以看作是網(wǎng)絡(luò)對(duì)之前輸入的記憶。隱藏狀態(tài)在每個(gè)時(shí)間步都會(huì)被更新,并傳遞給下一個(gè)時(shí)間步。RNN的循環(huán)連接使得網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)序列數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,能夠捕捉序列中的時(shí)序信息和依賴關(guān)系。這使得RNN在自然語言處理、語音識(shí)別、機(jī)器翻譯等任務(wù)中具有很好的表現(xiàn)。傳統(tǒng)的RNN在處理長序列時(shí)存在梯度消失和梯度爆炸的問題,導(dǎo)致難以捕捉長距離的依賴關(guān)系。為了解決這個(gè)問題,后續(xù)出現(xiàn)了一些改進(jìn)的RNN變體,如長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)和門控循環(huán)單元(GRU),它們通過引入門控機(jī)制來改進(jìn)梯度傳播和記憶能力,從而更好地處理長序列數(shù)據(jù)。 (3) 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional Neural Networks):是在1989年由Yann LeCun等人提出的一種專門用于處理具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(如圖像、語音和時(shí)間序列)的深度學(xué)習(xí)模型。通過局部連接、權(quán)值共享和池化等操作,卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有效地減少了參數(shù)數(shù)量,并提高了模型的性能。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被廣泛研究和應(yīng)用于圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)中。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過卷積和池化運(yùn)算來有效提取圖像特征。 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)靈感來自于生物視覺系統(tǒng)中的神經(jīng)機(jī)制。它利用卷積操作和池化操作來有效地捕捉輸入數(shù)據(jù)的局部特征,并通過多層堆疊的卷積層和全連接層進(jìn)行特征提取和分類。CNN的基本組件包括卷積層、激活函數(shù)、池化層和全連接層。卷積層使用一組可學(xué)習(xí)的濾波器對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積操作,以提取空間特征;激活函數(shù)引入非線性變換,增強(qiáng)模型的表達(dá)能力;池化層通過減少特征圖的尺寸和數(shù)量來降低計(jì)算復(fù)雜度,并保留重要的特征;全連接層將匯集的特征映射轉(zhuǎn)化為模型的最終輸出。 CNN在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中取得了巨大的成功,主要應(yīng)用于圖像分類、目標(biāo)檢測(cè)和圖像分割等任務(wù)。它通過共享權(quán)重和局部連接的方式,減少了參數(shù)量,提高了模型的效率和泛化能力。CNN的設(shè)計(jì)思想也為其他領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)模型提供了啟示和借鑒。隨著時(shí)間的推移,CNN經(jīng)歷了多次改進(jìn)和演化,如LeNet-5、AlexNet、VGGNet、ResNet和Inception等,這些模型在不同的任務(wù)和數(shù)據(jù)集上取得了重要的突破和成果。 (4) 長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)(Long Short-Term Memory,LSTM):是在1997年由Hochreiter和Schmidhuber提出的一種門控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Gated Recurrent Neural Network,GRU)的變體,用于解決傳統(tǒng)RNN中的梯度消失和梯度爆炸問題,并能夠更好地捕捉長距離的依賴關(guān)系。LSTM的基本概念是引入了門控機(jī)制,通過控制信息的流動(dòng)和記憶的更新,有效地處理長序列數(shù)據(jù)。LSTM引入了三個(gè)門控單元:遺忘門、輸入門和輸出門。 LSTM通過門控機(jī)制的引入,能夠在時(shí)間上靈活地控制信息的流動(dòng)和記憶的更新,從而更好地捕捉長距離的依賴關(guān)系。這使得LSTM在自然語言處理、語音識(shí)別、機(jī)器翻譯等任務(wù)中取得了很好的表現(xiàn)。 (5) 深度信念網(wǎng)絡(luò)(Deep Belief Networks):是在2006年由Hinton等人提出的一種無監(jiān)督學(xué)習(xí)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),用于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的潛在表示和特征提取,是一種能夠逐層預(yù)訓(xùn)練的深度模型。 DBN通過多層的受限玻爾茲曼機(jī)(Restricted Boltzmann Machine,RBM)組成,每一層的RBM都是一個(gè)生成式模型。DBN的每一層都是無監(jiān)督地預(yù)訓(xùn)練,然后通過有監(jiān)督的微調(diào)來進(jìn)行訓(xùn)練。通過層層堆疊的方式逐漸學(xué)習(xí)到數(shù)據(jù)的分布特征。 DBN的特點(diǎn)是能夠通過無監(jiān)督學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練,從而避免了需要大量標(biāo)注數(shù)據(jù)的問題。它能夠?qū)W習(xí)到數(shù)據(jù)的分布特征,并提取出高級(jí)的抽象特征表示,有助于解決高維數(shù)據(jù)的建模和特征提取問題。DBN在圖像識(shí)別、語音識(shí)別、推薦系統(tǒng)等領(lǐng)域取得了很好的性能。 (6) 深度學(xué)習(xí)復(fù)興:2012年開始,隨著計(jì)算能力的提升和大規(guī)模數(shù)據(jù)集的可用性,深度學(xué)習(xí)經(jīng)歷了一次復(fù)興。人們開始使用更深、更復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如深層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和長短期記憶網(wǎng)絡(luò)(Long Short-Term Memory),在圖像識(shí)別、語音識(shí)別和自然語言處理等領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。主要表現(xiàn)如下: ? 2012年,Hinton等人提出的AlexNet在ILSVRC圖像分類競(jìng)賽中大獲成功,將錯(cuò)誤率降低到以前方法的一半以上。AlexNet采用了深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并引入了ReLU激活函數(shù)和Dropout正則化技術(shù)。 ? 2014年,Google的研究團(tuán)隊(duì)提出的GoogLeNet在ILSVRC競(jìng)賽中獲得勝利,引入了Inception模塊,使得網(wǎng)絡(luò)更加深層和寬廣。 ? 2015年,DeepMind的AlphaGo擊敗圍棋世界冠軍李世石,引起廣泛關(guān)注。AlphaGo使用了深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法,結(jié)合了深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和蒙特卡洛樹搜索算法。 深度學(xué)習(xí)的復(fù)興得益于數(shù)據(jù)的豐富和計(jì)算能力的提升,以及對(duì)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練算法的改進(jìn)。這些突破使得深度學(xué)習(xí)成為當(dāng)今人工智能領(lǐng)域最為熱門和有效的方法之一。 (7) 大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型的興起:2018年,以Transformer模型和BERT為代表的大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型開始嶄露頭角。這些模型通過在海量數(shù)據(jù)上的預(yù)訓(xùn)練,可以學(xué)習(xí)到豐富的語義和語言模式。在不同任務(wù)上微調(diào)之后,這些模型在自然語言處理等領(lǐng)域取得了突破性的成果。 深度學(xué)習(xí)在自然語言處理領(lǐng)域也取得了重要進(jìn)展,也使得深度學(xué)習(xí)也擴(kuò)展到了其他領(lǐng)域,如:醫(yī)療影像分析、自動(dòng)駕駛、智能語音助手等領(lǐng)域。深度學(xué)習(xí)的模型和算法不斷演進(jìn)和改進(jìn),為這些領(lǐng)域帶來了巨大的影響和推動(dòng)?;赥ransformer架構(gòu)的大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練更是為大模型的涌現(xiàn)提供了基石。 (8) 模型規(guī)模的不斷擴(kuò)大:隨著硬件和計(jì)算能力的不斷提升,近幾年來更加龐大的大模型不斷涌現(xiàn),其表現(xiàn)能力也在不斷的刷新著人們的視野,以2023年3月推出的ChatGPT僅僅用了兩個(gè)月就突破了1億月活用戶,其在自然語言理解和生成上的絕佳變現(xiàn)讓人們看到了通用人工智能的希望。隨之而來的持續(xù)出現(xiàn)各大模型的不斷涌現(xiàn)。
總的來說,大模型的發(fā)展歷程經(jīng)歷了從多層感知器到深度信念網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以及大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型等里程碑性的進(jìn)展。隨著數(shù)據(jù)集和計(jì)算能力的增強(qiáng),以Transformer模型和BERT為代表的大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型的興起,進(jìn)一步催生了GPT3.5和GPT4等更為先進(jìn)的大模型的不斷涌現(xiàn),相信未來大模型也可以繼續(xù)不斷的推動(dòng)著人工智能技術(shù)發(fā)展,也為人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用帶來更多可能性。"
3. AI大模型的分類
AI大模型根據(jù)不同維度有不同的分類方式,如根據(jù)任務(wù)類型可分為監(jiān)督學(xué)習(xí)模型、無監(jiān)督學(xué)習(xí)模型和強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型;根據(jù)模型結(jié)構(gòu)可分為DNN深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、RNN循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);根據(jù)模型規(guī)??梢苑譃榇笠?guī)模模型和中小規(guī)模模型。而我們重點(diǎn)從模型數(shù)據(jù)類型、模型工作模式和模型開發(fā)模式來分析AI大模型的分類。 (1) 按模型數(shù)據(jù)的媒體類型,AI大模型可以分為語言模型,圖像模型以及多模態(tài)模型: ?語言模型(Language Models): 語言模型是一種用于預(yù)測(cè)和生成自然語言文本的統(tǒng)計(jì)模型,通過給定的輸入序列,學(xué)習(xí)單詞(或字符)之間的關(guān)系和上下文來推斷一個(gè)序列中下一個(gè)詞或字符的概率,旨在理解和生成自然語言文本。語言模型的訓(xùn)練通常需要大量的文本數(shù)據(jù),以便能夠捕捉到不同單詞之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和語義關(guān)系。訓(xùn)練好的語言模型可以用于機(jī)器翻譯、文本生成、語音識(shí)別糾錯(cuò)等多種自然語言處理任務(wù),為人工智能應(yīng)用提供文本處理能力。 最常用的語言模型是基于N-gram的模型和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型。N-gram模型基于前n-1個(gè)單詞來預(yù)測(cè)下一個(gè)單詞的概率,而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型則使用深度學(xué)習(xí)技術(shù),如循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)或者Transformer來建模長期依賴關(guān)系和上下文信息。GPT(生成式預(yù)訓(xùn)練Transformer)系列模型就是一種廣為使用的語言模型。 ?圖像模型(Image Models): 圖像模型是一種用于處理和分析圖像數(shù)據(jù)的模型,用來理解、識(shí)別和生成圖像中的內(nèi)容,從而實(shí)現(xiàn)圖像分類、目標(biāo)檢測(cè)、圖像生成等多種計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)。圖像模型可以分為傳統(tǒng)的基于特征工程的方法和基于深度學(xué)習(xí)的方法。基于特征工程的方法是通過手動(dòng)選擇和設(shè)計(jì)特征來表示圖像或使用傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法來對(duì)提取的特征進(jìn)行分類或回歸的方式對(duì)圖像進(jìn)行分析處理;基于深度學(xué)習(xí)的方法是目前常用的圖像模型處理方法,如通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)卷積層和池化層來自動(dòng)學(xué)習(xí)圖像中的特征,并通過全連接層進(jìn)行分類或回歸、再如利用預(yù)訓(xùn)練的大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來提取圖像特征的遷移學(xué)習(xí)等。經(jīng)典的圖像模型包括AlexNet、VGG、ResNet和EfficientNet等。 ? 多模態(tài)大模型(Multimodal Models): 多模態(tài)大模型是指能夠同時(shí)處理多種輸入模態(tài)(如圖像、文本、語音等)和輸出模態(tài)(如圖像生成、文本生成、語音合成等)的龐大模型。它能夠?qū)⒍喾N模態(tài)的信息進(jìn)行融合和聯(lián)合建模,從而實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、更全面的多模態(tài)任務(wù)。 傳統(tǒng)的自然語言處理模型主要關(guān)注文本輸入和輸出,而多模態(tài)大模型擴(kuò)展了這一概念,將其他類型的輸入(如圖像、語音等)集成到模型中。這種集成可以通過多種方式實(shí)現(xiàn),如將多個(gè)預(yù)訓(xùn)練模型聯(lián)合使用,或者使用端到端的多模態(tài)架構(gòu)。多模態(tài)大模型在各種領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用,如圖像描述生成、視覺問題回答、多模態(tài)機(jī)器翻譯、跨模態(tài)問答等。通過同時(shí)考慮多種模態(tài)的信息,多模態(tài)大模型能夠提供更全面、更準(zhǔn)確的任務(wù)處理和生成能力。然而,多模態(tài)大模型也面臨著挑戰(zhàn),如需要大量跨模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練、跨模態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)齊和融合,以及計(jì)算成本的增加等。隨著技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)據(jù)集的豐富,預(yù)計(jì)多模態(tài)大模型將在未來得到更加廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。 相比于傳統(tǒng)的單模態(tài)模型,多模態(tài)大模型能夠更全面地理解和生成跨多種媒體類型的內(nèi)容。以下是多模態(tài)大模型的一些特點(diǎn): ① 綜合多種媒體信息:多模態(tài)大模型能夠同時(shí)考慮不同媒體類型的特征,如文本、圖像、音頻等,從而獲得更全面的信息。這使得模型在處理復(fù)雜任務(wù)時(shí)能夠更好地理解輸入數(shù)據(jù)。 ② 跨媒體數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián):多模態(tài)大模型可以學(xué)習(xí)到不同媒體數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和相互影響。例如,通過將圖像與文本進(jìn)行聯(lián)合訓(xùn)練,模型可以理解圖片中的內(nèi)容并生成與之相關(guān)的描述。 ③ 融合多模態(tài)表示:多模態(tài)大模型能夠?qū)⒉煌襟w類型的特征進(jìn)行融合,形成一個(gè)統(tǒng)一的表示。這種融合表示可以使得模型更好地進(jìn)行跨模態(tài)的推理和生成,提高了模型的表達(dá)能力。 ④ 多模態(tài)理解與生成:多模態(tài)大模型不僅能夠理解多種媒體類型的輸入數(shù)據(jù),還能夠生成多媒體類型的輸出。例如,模型可以接受一張圖片和一段文本描述,并生成與之相關(guān)的圖片描述或者圖像生成。 ⑤ 強(qiáng)大的應(yīng)用潛力:多模態(tài)大模型可以應(yīng)用于多種任務(wù)和場(chǎng)景,如圖像描述生成、視頻標(biāo)注、音視頻內(nèi)容分析等。它們能夠處理更加復(fù)雜和多樣化的數(shù)據(jù),并在不同領(lǐng)域展現(xiàn)廣泛的應(yīng)用前景。 總的來說,多模態(tài)大模型通過融合多種媒體信息,提供了更全面、更豐富的數(shù)據(jù)處理和生成能力,具有更強(qiáng)的表達(dá)能力和更廣泛的應(yīng)用潛力。它們?cè)谧匀徽Z言處理、計(jì)算機(jī)視覺、多媒體處理等領(lǐng)域有著重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。一些著名的多模態(tài)模型包括ViT(視覺Transformer)和CLIP(Contrastive Language-Image Pretraining)等。 (2) 根據(jù)模型工作方式,AI大模型可以分為生成模型和強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型: ? 生成模型(Generative Models): 生成模型旨在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分布,并能夠生成新的樣本。這些模型通常用于圖像生成、文本生成等任務(wù)。代表性的生成模型包括GAN(生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò))和VAE(變分自編碼器)。 生成模型是一種機(jī)器學(xué)習(xí)模型,用于生成新的數(shù)據(jù)樣本,這些樣本與訓(xùn)練數(shù)據(jù)具有相似的分布。生成模型通過學(xué)習(xí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和潛在結(jié)構(gòu),能夠生成具有類似特征的新數(shù)據(jù)。生成模型可以用于多種任務(wù),如圖像生成、文本生成、音頻生成等。它們能夠模擬和生成與原始數(shù)據(jù)相似的樣本,從而具有一定的創(chuàng)造性和應(yīng)用潛力。 ? 強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型(Reinforcement Learning Models): 強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型通過與環(huán)境進(jìn)行交互,通過試錯(cuò)和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制來提高性能以學(xué)習(xí)最優(yōu)策略,以使代理能夠在給定的環(huán)境中獲得最大的累積獎(jiǎng)勵(lì)。強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型是一種機(jī)器學(xué)習(xí)模型,強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型包含的關(guān)鍵要素有環(huán)境、狀態(tài)、行動(dòng)、獎(jiǎng)勵(lì)、策略、值函數(shù)和學(xué)習(xí)算法。其訓(xùn)練過程通過與環(huán)境的交互來不斷調(diào)整策略和值函數(shù),以最大化累積獎(jiǎng)勵(lì)。模型通過試錯(cuò)和反饋機(jī)制來學(xué)習(xí),并在不斷的探索和利用中提高性能。強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型常用于處理序貫決策問題,如機(jī)器人控制、游戲玩法優(yōu)化等。典型的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型如Deep Q-Network(DQN)和Proximal Policy Optimization(PPO)等。 (3) 根據(jù)模型開發(fā)模式,AI大模型可以分為開源大模型和在線大模型: ? 開源大模型(Open Source Models): 開源大模型是基于開源軟件許可協(xié)議發(fā)布的大型深度學(xué)習(xí)模型。通常由研究者、開發(fā)者或社區(qū)共同開發(fā)和維護(hù),并在公開的代碼庫中提供。優(yōu)點(diǎn)是可以免費(fèi)獲取和使用,開放的代碼使得用戶可以自由地查看、修改和定制模型,以適應(yīng)特定的需求和任務(wù)。開源大模型也促進(jìn)了學(xué)術(shù)界和業(yè)界之間的知識(shí)共享和合作。代表模型有Transformers、BERT、ChatGLM ? 在線大模型(Online Models): 在線大模型是指部署在云端或網(wǎng)絡(luò)上的大型機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)模型。這些模型通常由云服務(wù)提供商或在線平臺(tái)提供,并通過接口或API的方式進(jìn)行訪問和使用。在線大模型的優(yōu)點(diǎn)是用戶無需關(guān)注底層的硬件和軟件架構(gòu),只需通過網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求即可獲得模型的預(yù)測(cè)結(jié)果。在線大模型還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)或按需的模型調(diào)用,適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景,如語音識(shí)別、圖像處理和自然語言處理等。 總而言之,開源大模型和在線大模型都是為了提供大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)模型的訪問和使用。開源大模型強(qiáng)調(diào)了代碼的開放性和自由性,而在線大模型則提供了方便、快速和按需的模型服務(wù)。
以上對(duì)AI大模型的分類只是一些常見的示例,實(shí)際上,大模型的分類可以更加細(xì)分,根據(jù)具體任務(wù)和應(yīng)用領(lǐng)域的需求而定。并且這些分類方式并不是相互獨(dú)立的,大模型可以同時(shí)涵蓋多個(gè)分類維度。根據(jù)具體問題和需求選擇適合的模型類型,以及對(duì)應(yīng)規(guī)模大小是很重要的。
4.主流AI大模型
AI大模型作為人工智能領(lǐng)域的重要進(jìn)展,具有龐大的參數(shù)數(shù)量和強(qiáng)大的計(jì)算能力。其發(fā)展歷程經(jīng)歷了多年的技術(shù)突破和硬件進(jìn)步。通過不斷地研究和改進(jìn),性能更優(yōu),功能更強(qiáng)的AI大模型在不斷的涌現(xiàn),也在各行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮更廣泛、更深遠(yuǎn)的影響。 當(dāng)前人工智能領(lǐng)域涌現(xiàn)出了許多強(qiáng)大的AI大模型,下面列舉出一些目前備受矚目的AI大模型: ? OpenAI GPT大模型組 ChaGPT是OpenAI于2022年11月發(fā)布,其在自然語言的理解和生成上的卓越表現(xiàn)使得在短短兩個(gè)月的時(shí)間用戶突破1億大關(guān),其是基于GPT(Generative Pre-trained Transformer)架構(gòu)開發(fā)大型語言模型,其為對(duì)話式交互提供更好的支持和響應(yīng),并在社交對(duì)話、問題回答和一般性對(duì)話等場(chǎng)景中展現(xiàn)出優(yōu)秀的表現(xiàn)。OpenAI的目標(biāo)是通過不斷改進(jìn)和提升這些大型語言模型,使其能更好地理解和生成人類語言,并更好地服務(wù)于用戶需求。除此之外,OpenAI還開發(fā)了CLIP、DALL-E、Five、Whisper、Codex等多模態(tài)大模型組。 ? Google PaLM & PaLM 2大模型組 PaLM(Pretraining and Fine-tuning Language Model)是在2020年由Google Research團(tuán)隊(duì)發(fā)布的一種用于自然語言處理任務(wù)的預(yù)訓(xùn)練和微調(diào)模型,它的第二個(gè)版本,最新的大型語言模型PaLM 2于2023年5月在Google I/O開發(fā)者大會(huì)上推出,其將支持谷歌AI聊天機(jī)器人Bard,其憑借改進(jìn)的數(shù)學(xué)、邏輯和推理技能,可以幫助生成、解釋和調(diào)試 20 多種編程語言的代碼。且為了滿足更多的使用場(chǎng)景,PaLM2提供了4個(gè)模型:Gecko、Otter、Bison、Unicorn,其中最小的Gecko模型可以在移動(dòng)端運(yùn)行,并計(jì)劃在下一代Android系統(tǒng)中集成。 ? 百度文心大模型組 百度于2023年3月正式發(fā)布了AI大模型文心一言?;诎俣戎悄茉萍夹g(shù)構(gòu)建的大模型,文心一言被廣泛集成到百度的所有業(yè)務(wù)中。并且推出了文心NLP大模型、文心CV大模型、文心跨模態(tài)大模型、文心生物計(jì)算大模型、文心行業(yè)大模型。且提供了多樣化的大模型API服務(wù),可通過零代碼調(diào)用大模型能力,自由探索大模型技術(shù)如何滿足用戶需求; ? 訊飛星火認(rèn)知大模型 科大訊飛于2023年5月正式發(fā)布了星火認(rèn)知大模型,其具有7大核心能力,即文本生成、語言理解、知識(shí)問答、邏輯推理、數(shù)學(xué)能力、代碼能力、多模態(tài)能力。 ? 阿里通義大模型 阿里通義大模型覆蓋語言、聽覺、多模態(tài)等領(lǐng)域,致力于實(shí)現(xiàn)接近人類智慧的通用智能,讓AI從“單一感官”到“五官全開”,分別在2023年4月和6月推出了通義千問和通義聽悟。 ? 清華開源大模型ChatGLM GLM-130B是清華智譜AI開源項(xiàng)目,其目的是訓(xùn)練出開源開放的高精度千億中英雙語模型,能夠讓更多研發(fā)者用上千億參數(shù)模型。并且在2023年3月開源了更精簡(jiǎn)的低門檻大模型ChatGLM-6B,這是一個(gè)具有62億參數(shù)的中英文雙語語言模型,在6月份,推出了二代開源模型ChatGLM2-6B,具有更強(qiáng)大的性能、更長的上下文、更高效的推理(推理速度提升42%)、更開放的開源協(xié)議。
以上這些大模型只是當(dāng)前眾多AI大模型中的一小部分,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的不斷推進(jìn),我們可以期待更多更強(qiáng)大的AI大模型的涌現(xiàn)。
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