深度学习比较火热的情景下需要避免的三个坑

本文是人工智能专家George Seif撰写的博文，介绍了在当前深度学习比较火热的情景下需要避免的三个坑。

Tweaking Neural Net Parameters

Three reasons that you should NOT use deep learning

深度学习在过去几年一直是人工智能领域最热门的话题。事实上，正是它激发了科学家、政府、大公司以及其他所有人对人工智能的极大新兴趣！这是一门很酷的科学，具有潜在的巨大的实用性和积极的应用。它正被用于金融、工程、娱乐、消费产品和服务等领域。

但是，所有应用都需要使用到深度学习吗？当我们开展一个新的项目时，我们需要不自觉地一开始就使用深度学习吗？

在有些情况下，使用深度学习是不合适的，我们需要选择一些别的方案。让我们来探讨一下这些情况吧。

（1）深度学习不适用于小数据集

为了获得高性能，深度网络需要非常大的数据集。标注的数据越多，模型的性能就越好。获得标注良好的数据既昂贵又耗时。雇佣人工手动收集图片并标记它们根本没有效率可言。在深度学习时代，数据无疑是最有价值的资源。

最新的研究表明，实现高性能的网络通常需要经过数十万甚至数百万样本的训练。对于许多应用来说，这样大的数据集并不容易获得，并且获取成本高且耗时。对于较小的数据集，传统的ML算法(如回归、随机森林和支持向量机)通常优于深度网络。

（2）深度学习运用于实践是困难且昂贵的

深度学习仍然是一项非常尖端的技术。您可以像许多人一样获得快速简便的解决方案，特别是使用广泛使用的API，例如Clarifai和Google的AutoML。但如果你想做一些定制化的事情，这样的一些服务是不够的。除非你愿意把钱花在研究上，否则你就会局限于做一些和其他人稍微相似的事情。

这也是很昂贵，不仅是因为需要获取数据和计算能力所需的资源，还因为需要雇佣研究人员。深度学习研究现在非常热门，所以这三项费用都非常昂贵。当你做一些定制化的事情时，你会花费大量的时间去尝试和打破常规。

（3）深层网络不易解释

深层网络就像是一个“黑盒子”，即使到现在，研究人员也不能完全理解深层网络的“内部”。深层网络具有很高的预测能力，但可解释性较低。由于缺乏理论基础，超参数和网络设计也是一个很大的挑战。

虽然最近有许多工具，如显著性映射（saliencymaps）和激活差异（activation differences），它们在某些领域非常有效，但它们并不能完全适用于所有应用程序。这些工具的设计主要用于确保您的网络不会过度拟合数据，或者将重点放在虚假的特定特性上。仍然很难将每个特征的重要性解释为深层网络的整体决策。

另一方面，经典的ML算法，如回归或随机森林，由于涉及到直接的特征工程，就很容易解释和理解。此外，调优超参数和修改模型设计的过程也更加简单，因为我们对数据和底层算法有了更深入的了解。当必须将网络的结果翻译并交付给公众或非技术受众时，这些内容尤其重要。我们不能仅仅说“我们卖了那只股票”或“我们在那个病人身上用了这药”是因为我们的深层网络是这么说的，我们需要知道为什么。不幸的是，到目前为止，我们所掌握的关于深度学习的所有证据或者解释都是经验主义的。