人工智能(AI)算法是实现智能行为的核心工具,它们广泛应用于图像识别、自然语言处理、推荐系统、自动驾驶、医疗诊断等领域。我们可以从不同的角度来分类人工智能算法,比如按照技术分支(机器学习、深度学习、传统AI等),也可以按任务类型(分类、回归、聚类、搜索等)。下面是常见的人工智能算法分类与代表算法:
一、机器学习算法(Machine Learning)
1. 监督学习(Supervised Learning)
用于有标注数据的任务,如分类和回归。
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线性回归(Linear Regression):预测数值型输出,比如房价预测。
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逻辑回归(Logistic Regression):用于二分类任务,如垃圾邮件识别。
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支持向量机(SVM):用于分类、回归任务,适合处理高维数据。
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决策树(Decision Tree):具有可解释性的分类/回归模型。
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随机森林(Random Forest):多个决策树组成的集成方法,鲁棒性更强。
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梯度提升树(XGBoost、LightGBM、CatBoost):性能非常强的集成方法,在Kaggle比赛中常用。
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K-近邻算法(K-NN):通过距离度量进行分类或回归。
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2. 无监督学习(Unsupervised Learning)
用于无标注数据,主要是找结构或分组。
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聚类算法(Clustering):
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K均值(K-Means)
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DBSCAN(基于密度的空间聚类)
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层次聚类(Hierarchical Clustering)
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降维算法(Dimensionality Reduction):
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主成分分析(PCA)
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t-SNE
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UMAP
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异常检测(Anomaly Detection):如基于孤立森林、局部离群因子(LOF)等。
3. 强化学习(Reinforcement Learning)
智能体与环境交互,通过奖励机制学习策略。
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Q-learning
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Deep Q Network (DQN)
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策略梯度法(Policy Gradient)
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Proximal Policy Optimization (PPO)
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Actor-Critic 模型
二、深度学习算法(Deep Learning)
基于神经网络结构的学习算法,擅长处理高维复杂数据。
1. 前馈神经网络(Feedforward Neural Network, FNN)
最基础的神经网络结构。
2. 卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)
主要用于图像识别、视频处理等。
3. 循环神经网络(Recurrent Neural Network, RNN)
适合处理序列数据,如语音识别、文本生成。
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LSTM(长短期记忆网络)
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GRU(门控循环单元)
4. 自注意力与变压器结构(Transformer)
目前最流行的架构,广泛用于自然语言处理和多模态任务。
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BERT、GPT 系列(如 ChatGPT)
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ViT(视觉Transformer)
5. 生成模型(Generative Models)
用于图像生成、文本生成、语音合成等。
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生成对抗网络(GAN)
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变分自编码器(VAE)
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扩散模型(Diffusion Models)
三、传统人工智能算法(非机器学习类)
这些方法主要用于知识推理、规划与搜索等领域:
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专家系统(Expert Systems)
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启发式搜索算法(如 A 算法)*
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博弈算法(如 Minimax,Alpha-Beta 剪枝)
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遗传算法(Genetic Algorithm)
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模拟退火(Simulated Annealing)
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模糊逻辑(Fuzzy Logic)
小结表格
分类 | 常见算法 | 应用方向 |
---|---|---|
监督学习 | 线性/逻辑回归、SVM、决策树、RF | 分类、回归 |
无监督学习 | K-Means、PCA、DBSCAN | 聚类、降维、异常检测 |
强化学习 | Q-Learning、DQN、PPO | 游戏AI、自动驾驶、机器人控制 |
深度学习 | CNN、RNN、Transformer、GAN | 图像/语音识别、自然语言处理等 |
传统AI | A*、专家系统、遗传算法 | 路径规划、推理、优化问题 |