動(dòng)畫(huà)制作『如何區(qū)分芒果的酸甜？』健康知識(shí)mg動(dòng)畫(huà)科普

動(dòng)畫(huà)制作『如何區(qū)分芒果的酸甜？』健康知識(shí)mg動(dòng)畫(huà)科普：

在日常生活中，人們?nèi)コ匈?gòu)買(mǎi)芒果，通常想把甜的芒果和酸的芒果分開(kāi)，最終只買(mǎi)甜的芒果，挑選芒果的這個(gè)過(guò)程就是一個(gè)分類(lèi)過(guò)程。隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，我們希望機(jī)器能夠幫助人類(lèi)區(qū)分芒果的酸甜，這樣的需求催生了機(jī)器學(xué)習(xí)學(xué)科的出現(xiàn)。

在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，不僅有分類(lèi)的概念，還有聚類(lèi)的概念，在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中其為兩種不同的存在。其中，分類(lèi)是指根據(jù)一些給定的已知類(lèi)別標(biāo)記的樣本數(shù)據(jù)，訓(xùn)練得到模型，使模型能夠?qū)π碌奈粗?lèi)別的樣本進(jìn)行預(yù)測(cè)分類(lèi)。用上文的例子來(lái)說(shuō)，想要機(jī)器區(qū)分芒果究竟是酸還是甜，首先要告訴機(jī)器什么樣的是酸芒果，什么樣子的是甜芒果。一般來(lái)說(shuō)，酸芒果和甜芒果會(huì)表現(xiàn)出不同的特征，比如說(shuō)表皮顏色，軟硬程度、芒果是否有香味等，因此如果我們想讓機(jī)器自動(dòng)區(qū)分不同的芒果，首先我們要將甜芒果的特征告訴機(jī)器，即當(dāng)一個(gè)芒果表現(xiàn)出黃色外皮，且芒果軟硬適中，并伴隨水果香味時(shí)，機(jī)器就判定該芒果是甜芒果，否則就是酸芒果。當(dāng)機(jī)器學(xué)會(huì)了對(duì)這些特征進(jìn)行判別，才能去對(duì)新的芒果進(jìn)行酸甜的區(qū)分。

聚類(lèi)是指事先并不知道樣本屬于哪個(gè)類(lèi)別，通過(guò)一些算法，按照“物以類(lèi)聚”的原理，將一組未知類(lèi)別的樣本劃分成若干類(lèi)。通常，人們按照樣本間的距離或相似性等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義聚類(lèi)，把距離近的(相似的)樣本聚為一類(lèi)，把距離遠(yuǎn)的(不相似的)樣本劃分為其它類(lèi)別，不同類(lèi)別中樣本差異越大越好。用上文的例子來(lái)說(shuō)，我們希望機(jī)器區(qū)分芒果的酸甜，但是我們不告訴機(jī)器什么樣的芒果是酸的，什么樣的芒果是甜的，讓機(jī)器自己去區(qū)分新的芒果屬于哪個(gè)類(lèi)別，但是我們要告訴機(jī)器需要分成多少個(gè)類(lèi)別，比如分為2類(lèi)。那么我們得到的聚類(lèi)結(jié)果可能是機(jī)器按照芒果的顏色進(jìn)行分類(lèi)，把橘色的芒果分成一類(lèi)，把青色的芒果分成另一類(lèi)。

歸納來(lái)說(shuō)，分類(lèi)和聚類(lèi)的最大的區(qū)別就是，分類(lèi)會(huì)讓機(jī)器先對(duì)已知酸甜的芒果進(jìn)行學(xué)習(xí)，即會(huì)先讓機(jī)器去學(xué)習(xí)已知酸甜的芒果是什么樣子的，再對(duì)未知酸甜的芒果進(jìn)行類(lèi)別劃分;聚類(lèi)是直接讓機(jī)器對(duì)未知酸甜的芒果進(jìn)行類(lèi)別劃分，但是要告訴機(jī)器，需要?jiǎng)澐殖蓭最?lèi)。我們希望買(mǎi)到甜的水果，想要使用分類(lèi)算法，必須事先有一些知道酸甜的水果(即已知類(lèi)別的樣本)，能夠讓機(jī)器進(jìn)行學(xué)習(xí)。但是，很多時(shí)候我們可能并沒(méi)有這些水果(已知類(lèi)別的樣本)。那么，為了仍然能夠?qū)λM(jìn)行劃分，我們可以使用聚類(lèi)算法，先把未知類(lèi)別的水果劃分為幾類(lèi)，再分別對(duì)每個(gè)類(lèi)別進(jìn)行辨別，來(lái)確定其到底是酸是甜。如此，機(jī)器就可以區(qū)分芒果的酸甜。

隨著機(jī)器學(xué)習(xí)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，分類(lèi)和聚類(lèi)也應(yīng)用的越來(lái)越廣泛。在有的領(lǐng)域，有已知類(lèi)別的樣本，就可以直接使用分類(lèi)算法對(duì)未知類(lèi)別的樣本進(jìn)行類(lèi)別劃分。而有的領(lǐng)域，已知類(lèi)別的樣本很少或者沒(méi)有，就可以使用聚類(lèi)算法對(duì)未知類(lèi)別的樣本進(jìn)行類(lèi)別劃分。分類(lèi)和聚類(lèi)的思想在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，知道了它們的區(qū)別，就便于人們更好的針對(duì)問(wèn)題選擇不同的方法來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

本文由東北大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院副教授信俊昌進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。

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