爸比，什么是机器学习，机器能是如何学习的呀？

选自“量子位”公众号，点原文链接看原文

      爸爸，什么是机器学习呀？

      难以回答！抓了抓开始脱发的脑壳，爸比还是被这个问题KO了。这个有些学术的问题，如何给孩子解答？

      近日，计算机科学博士Daniel Tunkelang就在Quora上回答了这个问题——下面一起来看看标准答案吧。



      不如我们由机器学习中的分类问题入手，教计算机学习哪些食物好吃，哪些难吃。和人类不一样，计算机没有嘴巴，不能品尝食物。所以，我们需要用很多食物样例(标记的训练数据)教会计算机。这项样例中有美味的食物(正例)，也有恶心的(负例)。对于每个被标记的示例，我们给计算机提供了描述食物(特征)的方法。

      正例被标记为“美味”，比如巧克力冰淇淋、披萨、草莓等。负例被标记为“恶心”，比如凤尾鱼、花椰菜和球芽甘蓝。

      在真正的机器学习系统中，你可能需要更多的训练数据，但3正3负的例子够我们了解概念了。



      现在，我们需要一些特征。不妨就将这些样例设置为甜、咸和蔬菜三个特征，因为为二元特性，所以每种食物的每个特征都被赋予“是”或“否”的值。



      有了这些训练数据后，计算机的工作就是从这些数据中总结一个公式(模型)。这样，当它会遇到新食物时，它能根据模型决定食物是美味还是恶心的。

      一种模型是点系统(线性模型)。如果具备每个特性，就会得到一定分数(权重)，如果不具备就没有分数。然后，模型将食物的点数加起来，得到最终分。

      模型里有一个分界点，若得分高于分界点，模型就判定食物美味；如果分数低于分界点，就判定为难吃。

      根据训练数据，模型中的特征分可能会被设置为甜3分，咸1分，松脆1分，蔬菜为-1分。则巧克力、冰淇淋、披萨、草莓、凤尾鱼、花椰菜、和球芽甘蓝在模型中的得分如下：



      权重让选择分界点更容易，因为正例都得分≥2，负例得分≤1。

      总能正确找到权重和分界点不太容易。即使找到了，最终可能会得到一个只适用于这个训练数据的模型，但当我们用新例子时，模型效果就没这么好了(过度拟合)。

      理想的模型不仅在训练数据中正确率高，在新例中仍然有效(泛化)。通常，简单模型比复杂模型(奥卡姆剃刀)更容易一般化。

      我们可以不使用线性模型，构建决策树也是个好方法。在决策树中，只能问能用“是”和“否”回答的问题。用训练数据让决策树答对并不难，在这个示例中训练数据是这样利用的：

   这是蔬菜吗？

如果是，则难吃。

如果不是，那它是甜的吗？

如果是，则好吃。

如果不是，那它是松脆的吗？

如果是，则好吃。

如果不是，则难吃。

      如同线性模型，我们需要担心过度拟合，不能让决策树太深。所以这意味着最终可能会有一个模型，虽然在我们的训练数据上会犯错，但能对新数据更好泛化。希望孩子能听懂这个机器学习的解释。

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