神经网络的可解释性是啥,其原理是否需要搞的很清楚

简介: 神经网络的可解释性是啥,其原理是否需要搞的很清楚

大家好啊,我是董董灿。

昨天回答了一个问题,收到了200+的赞,有点小惊喜。
image.png

不少人可能都有类似的问题。对于神经网络,到底是会用就行,还是需要搞明白其中的原理?

一个例子

记得最开始学驾照的时候,教练问我,你是大学生啊,你学什么专业的? 我说我学机械的。

教练一脸的轻松,说,那你应该很快就能学会。

我问为什么呢?

教练说,你肯定很懂离合的原理,以及轴承、齿轮、加速比这些概念啊。

这样踩离合挂挡,踩到什么程度,什么时候加油门,加到什么程度,挂几档你肯定就会有感觉。

我当时:。。。

后来学车的经历告诉我,在学校里学的那些齿轮啮合原理确实有帮助,但远没教练吹嘘的这么厉害。

那么神经网络的原理又是指什么呢

如果说搞懂了某种卷积算法、某个激活函数,那相当于我们学会了齿轮的相关知识。

如果说搞懂了怎么调参,如何设置学习率能让网络收敛的更快,那相当于我们学会了如何挂挡,踩油门,踩刹车。

很显然,会这些,足够开动神经网络这辆车了。

再往深了讲,如果说想要真正搞懂神经网络为什么能实现图片分类,或者说为什么神经网络学到的参数能在分割任务中表现的特别抢眼。相当于要搞清楚为什么一踩油门,汽车就一下子能跑的特别快?

相当于要搞清楚,汽车的加速度与轮子受到的摩擦力以及汽车质量的关系等式F=ma。

相当于要搞清楚,汽车并没有一加速就飞到天上去,而是在路面上跑,是因为有万有引力定律的存在。

相当于要搞清楚,汽油燃烧,热能转化成动能,推动发动机的转子转动,然后轴承带动车轮转动,而轮子与地面的摩擦力让汽车往前冲。

还要搞清楚,汽车行驶过程中,还受到了空气的阻力,所以它实际能跑的速度还需要考虑风阻。

....

等等等等这些基础知识。

而这些基础知识,几乎每一项都是由牛顿这样的伟人发现的。神经网络为什么可以完成图像分割,相信很多科学家也没有真正搞清楚。

神经网络的工作原理目前来看,还是一个黑盒,即使有很多手段可以做神经网络的可视化,但我们依然无法完全窥视到里面的原理。

就好像万有引力和力的三定律一直都在那,只不过我们还没有发现。

但这一点都不影响我们开车。

所以,对于这个问题“神经网络,到底是会用就行,还是需要搞明白其中的原理?”,我想说的是。

如果想当牛顿那种伟人,开学立派,是需要真正搞清楚神经网络的基础原理的。

如果你就想开个车,学会神经网络的基础算法,基本就够了。

神经网络的可解释性

其实这个问题想要问的,应该是神经网络的可解释性。所谓可解释性,指的是从原理上解释某个神经网络为什么可行。

可解释性在工业界、医疗界有时候非常重要,比如想要给医院推销某个AI产品,总得让医生确信这种AI的决策和评估的依据,不然很难让专家信服进而采纳该产品。(via Vincentius)

AI的可解释性,也一直是人们研究的重点,比如使用可视化方法来查看某些CNN网络学到的特征等,但个人感觉离真正有重大突破还有段距离。

关于可解释性,可以这么理解,人工智能模拟的是人的大脑。科学家一直在试图解释人脑的记忆,但却始终无法突破。

如果说哪一天,科学家真的把AI的可解释性搞清楚了,那么AI就不再是AI,而变成了一堆计算机程序。即使现在的AI也是大数据+大算力+计算机程序的产物。

相关文章
|
11月前
|
机器学习/深度学习 PyTorch TensorFlow
卷积神经网络深度解析:从基础原理到实战应用的完整指南
蒋星熠Jaxonic,深度学习探索者。深耕TensorFlow与PyTorch,分享框架对比、性能优化与实战经验,助力技术进阶。
|
机器学习/深度学习 存储 算法
NoProp:无需反向传播,基于去噪原理的非全局梯度传播神经网络训练,可大幅降低内存消耗
反向传播算法虽是深度学习基石,但面临内存消耗大和并行扩展受限的问题。近期,牛津大学等机构提出NoProp方法,通过扩散模型概念,将训练重塑为分层去噪任务,无需全局前向或反向传播。NoProp包含三种变体(DT、CT、FM),具备低内存占用与高效训练优势,在CIFAR-10等数据集上达到与传统方法相当的性能。其层间解耦特性支持分布式并行训练,为无梯度深度学习提供了新方向。
985 1
NoProp:无需反向传播,基于去噪原理的非全局梯度传播神经网络训练,可大幅降低内存消耗
|
11月前
|
监控 负载均衡 安全
WebSocket网络编程深度实践:从协议原理到生产级应用
蒋星熠Jaxonic,技术宇宙中的星际旅人,以代码为舟、算法为帆,探索实时通信的无限可能。本文深入解析WebSocket协议原理、工程实践与架构设计,涵盖握手机制、心跳保活、集群部署、安全防护等核心内容,结合代码示例与架构图,助你构建稳定高效的实时应用,在二进制星河中谱写极客诗篇。
WebSocket网络编程深度实践:从协议原理到生产级应用
|
机器学习/深度学习 数据采集 算法
贝叶斯状态空间神经网络:融合概率推理和状态空间实现高精度预测和可解释性
本文将BSSNN扩展至反向推理任务,即预测X∣y,这种设计使得模型不仅能够预测结果,还能够探索特定结果对应的输入特征组合。在二元分类任务中,这种反向推理能力有助于识别导致正负类结果的关键因素,从而显著提升模型的可解释性和决策支持能力。
813 42
贝叶斯状态空间神经网络:融合概率推理和状态空间实现高精度预测和可解释性
|
12月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
卷积神经网络深度解析:从基础原理到实战应用的完整指南
蒋星熠Jaxonic带你深入卷积神经网络(CNN)核心技术,从生物启发到数学原理,详解ResNet、注意力机制与模型优化,探索视觉智能的演进之路。
947 11
|
机器学习/深度学习 算法 搜索推荐
从零开始构建图注意力网络:GAT算法原理与数值实现详解
本文详细解析了图注意力网络(GAT)的算法原理和实现过程。GAT通过引入注意力机制解决了图卷积网络(GCN)中所有邻居节点贡献相等的局限性,让模型能够自动学习不同邻居的重要性权重。
1757 0
从零开始构建图注意力网络:GAT算法原理与数值实现详解
|
机器学习/深度学习 人工智能 PyTorch
零基础入门CNN:聚AI卷积神经网络核心原理与工业级实战指南
卷积神经网络(CNN)通过局部感知和权值共享两大特性,成为计算机视觉的核心技术。本文详解CNN的卷积操作、架构设计、超参数调优及感受野计算,结合代码示例展示其在图像分类、目标检测等领域的应用价值。
736 7
|
12月前
|
安全 测试技术 虚拟化
VMware-三种网络模式原理
本文介绍了虚拟机三种常见网络模式(桥接模式、NAT模式、仅主机模式)的工作原理与适用场景。桥接模式让虚拟机如同独立设备接入局域网;NAT模式共享主机IP,适合大多数WiFi环境;仅主机模式则构建封闭的内部网络,适用于测试环境。内容简明易懂,便于理解不同模式的优缺点与应用场景。
1609 0
|
监控 应用服务中间件 Linux
掌握并发模型:深度揭露网络IO复用并发模型的原理。
总结,网络 I/O 复用并发模型通过实现非阻塞 I/O、引入 I/O 复用技术如 select、poll 和 epoll,以及采用 Reactor 模式等技巧,为多任务并发提供了有效的解决方案。这样的模型有效提高了系统资源利用率,以及保证了并发任务的高效执行。在现实中,这种模型在许多网络应用程序和分布式系统中都取得了很好的应用成果。
405 35
|
机器学习/深度学习 算法 测试技术
图神经网络在信息检索重排序中的应用:原理、架构与Python代码解析
本文探讨了基于图的重排序方法在信息检索领域的应用与前景。传统两阶段检索架构中,初始检索速度快但结果可能含噪声,重排序阶段通过强大语言模型提升精度,但仍面临复杂需求挑战
559 0
图神经网络在信息检索重排序中的应用:原理、架构与Python代码解析

热门文章

最新文章