摘要:机器学习(Machine Learning, ML)是人工智能 (AI)的一个重要分支,基于数学和统计学原理。其核心目标是利用数据创建预测模型,从过去的观测数据中学习规律,并用于预测未知的结果或数值。
机器学习(Machine Learning, ML)是 人工智能 (AI)的一个重要分支,基于数学和统计学原理。其核心目标是利用数据创建预测模型,从过去的观测数据中学习规律,并用于预测未知的结果或数值。
在这一过程中,需要 数据科学家和软件工程师的协作:
数据科学家:处理和分析数据,并将其转换为机器学习模型。
软件工程师:将训练好的模型集成到应用程序中,使其能够预测新的数据值。
** 案例 1:冰激凌销量预测 **目标:利用历史销售数据和天气记录,预测某天可能卖出的冰淇淋数量。
方法:结合天气预报,训练模型学习天气(温度、降雨量、风速)与销量之间的关系。
** 案例 2:糖尿病风险预测 **目标:医生利用患者的体重、血糖水平和其他健康指标预测是否存在患糖尿病的风险。
方法:训练模型来识别健康数据与糖尿病风险之间的关联。
** 案例 3:企鹅种类识别 **目标:研究人员根据企鹅的鳍的长度、喙的宽度等特征识别不同种类的企鹅。
方法:训练模型学习企鹅的身体特征,并分类阿德利企鹅、巴布亚企鹅和帽带企鹅。
机器学习模型是机器学习过程的具体产物,它是一个数学函数或算法,能够接受输入数据并输出预测结果。
简单理解:
机器学习模型就像一个 数学函数,用于 **根据输入数据 (x) 计算预测值 (y)**。
这个函数的创建过程被称为 **训练 (TrAIning)**。
训练完成后,模型可以用于 **推理 (Inference)**,即输入新数据并获得预测值。
数学公式: [ y = f(x) ] 其中:
x代表输入特征(如天气、健康数据、企鹅测量值)
y代表模型的输出(预测销量、是否有糖尿病、企鹅种类)
训练数据的组成在机器学习中,训练数据由 特征 (features)和标签 (label)组成:
**特征 (x)**:模型用来做预测的数据(如温度、风速、血糖水平等)。
**标签 (y)**:模型要预测的目标变量(如销量、是否有糖尿病、企鹅的物种类别)。
数学上,特征通常表示为 向量(即包含多个数值的数组): [ x = [x_1, x_2, x_3, ...] ]
目标:训练一个模型,根据天气预测冰淇淋的销量。
**特征 (x)**:天气信息(温度、降雨量、风速)。
**标签 (y)**:每天卖出的冰淇淋数量。
目标:训练一个模型,根据患者的健康数据预测是否有患糖尿病的风险。
**特征 (x)**:患者的测量数据(体重、血糖水平等)。
**标签 (y)**:是否有糖尿病风险(1 = 有风险,0 = 无风险)。
目标:训练一个模型,根据企鹅的身体特征预测其物种。
**特征 (x)**:企鹅的鳍长、喙宽等关键测量值。
**标签 (y)**:企鹅的种类(0 = 阿德利企鹅,1 = 巴布亚企鹅,2 = 帽带企鹅)。
数据收集:收集历史数据,准备特征和标签。
选择算法:选择适合的机器学习算法(如线性回归、决策树、神经网络)。
训练模型:让模型学习数据中的特征和标签之间的关系。
验证和调整:测试模型性能,并调整参数优化结果。
模型推理:使用训练好的模型预测新的数据值。
💡 数学表达: [ y = f(x) ] 其中,训练的核心目标是找到最优的 f(x) 形式,以便能够准确预测 y。
过程
作用
例子
训练 (Training)让模型学习数据中的模式
训练模型学习天气与冰淇淋销量的关系
推理 (Inference)使用训练好的模型预测新数据
输入新的天气数据,预测销量
总结:
训练:让模型学习历史数据,找到模式。
推理:让模型应用学习到的知识,对新数据进行预测。
机器学习是 AI 的核心技术,它通过数据训练模型,让计算机能够进行智能预测和决策。
你可以尝试使用 Python 框架(如 Scikit-Learn、TensorFlow、PyTorch)训练自己的机器学习模型,开启 AI 之旅!
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来源:opendotnet