浅析 Hinton 最近提出的 Capsule 计划

2018-07-24 15:11:16 浏览数 (1)

https://zhuanlan.zhihu.com/p/29435406

最近一次更新 17-09-22 15:00 (按中国时间计)。修复了一些笔误,加入了更多关于无监督学习的介绍内容,使思路更完整;以及一两句关于 Capsule 实际效果的消息。

这有可能也是知乎上面分析介绍深度学习最为全面的文章之一。希望做物理的,做数学的,做生物的,做化学的,做计算机,包括做科幻的都能看的很开心。

Hinton 以“深度学习之父” 和 “神经网络先驱” 闻名于世,其对深度学习及神经网络的诸多核心算法和结构(包括“深度学习”这个名称本身,反向传播算法,受限玻尔兹曼机,深度置信网络,对比散度算法,ReLU激活单元,Dropout防止过拟合,以及深度学习早期在语音方面突破)做出了基础性的贡献。尽管已经将大半辈子的时间投入到神经网络之上,这位老人却丝毫没有想退休的意思。

Hinton 近几年以 “卷积神经网络有什么问题?” 为主题做了多场报道 [1] [2],提出了他的 Capsule 计划。Hinton似乎毫不掩饰要推翻自己盼了30多年时间才建立起来的深度学习帝国的想法 [3]。他的这种精神也获得了同行李飞飞(ImageNet创始者)等人肯定 [4]。

Hinton 为什么突然想要推倒重来?这肯定不是出于巧合或者突然心血来潮,毕竟作为一个领域的先驱,质疑自己亲手建立的理论,不是谁都愿意做的事情。(试想一下,如果你到处做报告,说自己的领域有各种各样的问题,就算不会影响到自己,也让做这个领域的同行和靠这个领域吃饭的人不是很舒服)

说推倒重来有点过分,Hinton并没有否定一切,并且他的主要攻击目标是深度学习在计算机视觉方面的理论。但是从几次演讲来看,他的 Capsule 计划确实和以前的方法出入比较大。Hinton 演讲比较风趣,但是也存在思维跳跃,难度跨度太大等问题。这些问题在他的关于 Capsule 的报告中还是比较突出的。可以说仅仅看报告很难理解完全 Hinton 的想法。我这几天结合各类资料,整理了一下 Hinton 的思路和动机,和大家分享一下。


Hinton 与神经网络

(以下用NN指代人工神经网络,CNN指代(深度)卷积神经网络,DNN指代深度神经网络)

要深入理解Hinton的想法,就必须了解神经网络发展的历史,这也几乎是Hinton的学术史。

人工智能才起步的时候,科学家们很自然的会有模拟人脑的想法(被称为连接主义),因为人脑是我们唯一知道的拥有高级智能的实体。

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