動畫制作『如何區(qū)分芒果的酸甜？』健康知識mg動畫科普

動畫制作『如何區(qū)分芒果的酸甜？』健康知識mg動畫科普：

在日常生活中，人們?nèi)コ匈徺I芒果，通常想把甜的芒果和酸的芒果分開，最終只買甜的芒果，挑選芒果的這個過程就是一個分類過程。隨著信息化時代的發(fā)展，我們希望機(jī)器能夠幫助人類區(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，不僅有分類的概念，還有聚類的概念，在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中其為兩種不同的存在。其中，分類是指根據(jù)一些給定的已知類別標(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悇e的樣本進(jìn)行預(yù)測分類。用上文的例子來說，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。一般來說，酸芒果和甜芒果會表現(xiàn)出不同的特征，比如說表皮顏色，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，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)會了對這些特征進(jìn)行判別，才能去對新的芒果進(jìn)行酸甜的區(qū)分。

聚類是指事先并不知道樣本屬于哪個類別，通過一些算法，按照“物以類聚”的原理，將一組未知類別的樣本劃分成若干類。通常，人們按照樣本間的距離或相似性等標(biāo)準(zhǔn)來定義聚類，把距離近的(相似的)樣本聚為一類，把距離遠(yuǎn)的(不相似的)樣本劃分為其它類別，不同類別中樣本差異越大越好。用上文的例子來說，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類別，但是我們要告訴機(jī)器需要分成多少個類別，比如分為2類。那么我們得到的聚類結(jié)果可能是機(jī)器按照芒果的顏色進(jìn)行分類，把橘色的芒果分成一類，把青色的芒果分成另一類。

歸納來說，分類和聚類的最大的區(qū)別就是，分類會讓機(jī)器先對已知酸甜的芒果進(jìn)行學(xué)習(xí)，即會先讓機(jī)器去學(xué)習(xí)已知酸甜的芒果是什么樣子的，再對未知酸甜的芒果進(jìn)行類別劃分;聚類是直接讓機(jī)器對未知酸甜的芒果進(jìn)行類別劃分，但是要告訴機(jī)器，需要劃分成幾類。我們希望買到甜的水果，想要使用分類算法，必須事先有一些知道酸甜的水果(即已知類別的樣本)，能夠讓機(jī)器進(jìn)行學(xué)習(xí)。但是，很多時候我們可能并沒有這些水果(已知類別的樣本)。那么，為了仍然能夠?qū)λM(jìn)行劃分，我們可以使用聚類算法，先把未知類別的水果劃分為幾類，再分別對每個類別進(jìn)行辨別，來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)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，分類和聚類也應(yīng)用的越來越廣泛。在有的領(lǐng)域，有已知類別的樣本，就可以直接使用分類算法對未知類別的樣本進(jìn)行類別劃分。而有的領(lǐng)域，已知類別的樣本很少或者沒有，就可以使用聚類算法對未知類別的樣本進(jìn)行類別劃分。分類和聚類的思想在很多領(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問題選擇不同的方法來進(jìn)行預(yù)測。

本文由東北大學(xué)計算機(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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