问题

2021年深度学习在哪些应用上有实质进展?

回答
2021年,深度学习在多个应用领域都取得了令人瞩目的实质性进展,这些进步不仅仅是算法的微调,更是催生了许多突破性的应用,深刻影响着我们的生活和工作。以下将详细阐述几个关键领域及其进展:

1. 自然语言处理(NLP)的质变:从理解到生成再到对话

2021年是NLP领域巨变的一年,大型预训练模型的威力得到了更充分的释放,并且应用场景也从单纯的文本理解向更深层次的生成和交互迈进。

更强的文本生成能力: 以GPT3为代表的系列模型,以及其后续迭代和同类竞品,在文本生成方面达到了令人惊叹的水平。它们不再是简单地拼接词语,而是能够根据上下文创作出逻辑清晰、文采斐然的文章、诗歌、代码甚至小说。例如,企业开始利用这些模型撰写营销文案、新闻报道的初稿,甚至辅助程序员编写代码片段,极大地提高了内容生产的效率。
更自然的对话系统: 过去的聊天机器人往往显得生硬且缺乏连贯性,而2021年的进展使得对话系统能够进行更长时间、更深入的交流。模型在理解用户意图、捕捉语境、甚至模拟人类情感反应方面都有了显著提升。这体现在智能客服能够处理更复杂的咨询,个人语音助手能更流畅地理解多轮指令,并且能够提供更具个性化的交互体验。
多模态理解的融合: 深度学习模型不再局限于单一的文本或图像数据。2021年涌现出大量能够同时理解文本和图像的模型,例如CLIP(Contrastive Language–Image Pretraining)及其变种。这些模型能够理解图像与文本之间的关联,实现“看图说话”、“文字描述图像搜索”等功能。这在内容创作、电商搜索、辅助设计等领域带来了革命性的变化。用户可以通过文字描述来寻找特定的图片,或者生成符合描述的图像,这为创意工作者提供了强大的工具。
代码生成和辅助开发: 代码生成模型在2021年取得了显著突破,最著名的例子就是GitHub Copilot。它能根据开发者输入的注释或已有代码,实时预测并生成功能性的代码片段。这不仅能极大提升开发效率,降低编写重复性、模式化代码的负担,甚至能辅助开发者学习新的编程语言或框架。这种进展预示着软件开发的未来将更加高效和智能化。

2. 计算机视觉的精进:从识别到理解再到创造

计算机视觉领域同样在2021年迎来了新的高峰,深度学习模型在理解图像内容、实现精细化操作以及进行图像生成方面都取得了长足进步。

精细化目标检测与分割: 模型在识别图像中具体对象的能力上有了进一步提升,不仅能识别出“猫”,更能区分出“波斯猫”和“暹罗猫”的不同姿态。同时,实例分割技术能够为图像中的每一个独立物体生成精确的轮廓,这对于自动驾驶的精确感知、医学影像的病灶区域识别、以及工业生产的缺陷检测都至关重要。
图像生成与编辑的艺术化: 以Stable Diffusion、DALLE 2等模型为代表的文生图技术在2021年引起了广泛关注。这些模型能够根据用户提供的文本描述,生成高度逼真且富有艺术感的图像。这不仅为艺术家、设计师提供了前所未有的创作灵感和工具,也使得普通用户能够通过简单的文字描述,将脑海中的画面具象化。图像编辑方面,模型能够实现更自然的“图像擦除”、“风格迁移”、“超分辨率”等操作,让图像处理变得更加简单高效。
三维视觉的初步探索: 尽管仍处于早期阶段,但深度学习在三维重建和理解方面也取得了初步进展。模型能够从二维图像中推断出物体的三维形状,这对于虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、机器人导航以及数字孪生等应用至关重要。例如,通过手机拍摄几张照片,即可生成一个简单的三维模型,为内容创作和交互体验提供了新的可能性。

3. 自动驾驶的加速进化:感知、决策与控制的协同

自动驾驶是深度学习应用最受瞩目的领域之一,2021年在感知精度、决策鲁棒性和系统集成方面都有了实质性进展。

更强大的环境感知能力: 结合激光雷达、摄像头、毫米波雷达等多种传感器数据,深度学习模型能够更准确、更全面地理解复杂交通环境,包括识别行人、车辆、交通标志,以及预测其运动轨迹。尤其在恶劣天气(如雨雪、雾霾)和低光照条件下的感知能力得到显著提升。
更智能的决策规划: 模型能够根据感知到的环境信息,做出更安全、更高效的驾驶决策,例如在拥堵路况下寻找最优路径,应对突发情况的避险策略,以及更符合交通规则的变道和超车行为。强化学习在这一领域发挥了关键作用,通过模拟大量的驾驶场景,让模型不断学习和优化决策。
端到端的自动驾驶系统: 一些研究团队在2021年展示了更趋于成熟的端到端自动驾驶系统,即直接将传感器输入映射到车辆的控制指令,中间过程尽量由深度学习模型完成。这种方法的优势在于能够更自然地处理复杂的交互场景,并且随着数据的积累,系统性能可以持续提升。

4. 医疗健康领域的深化应用:诊断、药物研发与个性化治疗

深度学习在医疗健康领域的应用正变得越来越深入和广泛,为疾病诊断、药物研发和个性化治疗带来了革命性的机遇。

医学影像的精准诊断: 深度学习模型在分析X光片、CT、MRI等医学影像方面展现出媲美甚至超越人类专家的能力,能够更早、更准确地检测出肿瘤、病变等异常情况。例如,在眼底照片中识别糖尿病视网膜病变,在胸部CT中检测肺结节等。这极大地提高了诊断效率,减轻了医生的工作负担,并有望挽救更多生命。
加速新药研发: 深度学习被用于预测蛋白质结构(如AlphaFold2在2020年底的突破性进展,在2021年继续得到广泛应用和推广)、筛选潜在药物分子、预测药物相互作用等,从而大幅缩短了新药研发的周期和成本。这为攻克疑难杂症带来了新的希望。
基因组学与个性化治疗: 通过分析大量的基因组数据,深度学习模型能够识别与疾病相关的基因变异,预测个体对药物的反应,从而实现更精准的个性化治疗方案。这标志着医疗正朝着更加个体化、预测性和预防性的方向发展。

5. 科学研究的加速器:材料科学、天文学与气候变化

深度学习已成为推动基础科学研究的重要工具,其在数据分析和模式识别方面的强大能力,正在加速科学发现的进程。

新材料的发现与设计: 模型能够分析海量的材料数据,预测新材料的性质和潜在应用,甚至能够指导科学家设计出具有特定功能的新型材料,例如用于能源存储或催化反应的材料。
天文学数据分析: 在处理来自望远镜的海量观测数据时,深度学习能够帮助天文学家识别出遥远的星系、超新星爆发,甚至寻找系外行星的微弱信号,加速了我们对宇宙的认识。
气候变化建模与预测: 通过分析复杂的地球系统数据,深度学习模型能够更精确地模拟气候变化趋势,预测极端天气事件,并为制定应对策略提供科学依据。

总而言之,2021年是深度学习应用落地和突破性进展的关键一年。这些进步并非孤立的算法提升,而是实实在在地转化为解决实际问题、创造新的价值和驱动社会进步的强大力量。从改变我们获取信息、交流沟通的方式,到提升生产效率、保障人类健康,再到探索宇宙奥秘、应对全球挑战,深度学习的影响力正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。

网友意见

user avatar

任意题材作诗

论资本主义
若为自由故,如今逐利逃。
入城操法律,两股战空槽。
漂白藏珠玉,欢呼夺锦袍。
管窥矜势利,夸视堕尘劳。


一美元炸鸡
精肉蘸浓盐,外焦里嫩香。
将军嫌酒贵,不敢对厨娘。
小吃称珍味,中餐愧上光。
纵然川菜好,难敌此鸡强。


比特币
外挖无穷洞,机神犹未休。
卡中窥币影,池里验沙流。
屡载吸金主,孤深渍盗求。
方知区块链,本是古来游。


咏托卡马克装置
万物托空无,千钧压几重。
钛棱缘铁壁,玉粒耀银钟。
利用核能转,波形巧亦功。
翻身天地震,核腹贮其中。


观美国大选
观望白宫前,森罗万象兴。
宣推川普主,光照玉阶庭。
听决蓝区后,斧开血路行。
群臣皆俯首,膜拜圣明情。

悟道作诗

user avatar

说个冷门而简单的。来自德国一家激光加工公司的企业博士(类似于国内的在职博士)。内容来源是他在我们所交流时做的presentation。

故事背景比较长。激光切割是一种金属加工工艺。在切割的时候需要确定一些工艺参数,例如激光的焦点深度,进给量,保护气的气压等等。在加工过程中,这些参数可能会逐渐偏离设定值,导致工艺质量下降。消除这些误差必须对机器进行校准。但是,现有的技术无法对所有的工艺参数进行实时监控,许多数值只能停机之后进行确定。对于生产线而言,停机的成本巨大。因此,需要一种方法可以在不停机的前提下监测工艺参数,以及时安排校准工作。

这个博士的做法实际上非常直接:拍摄切割断面的照片,用CNN预测工艺参数。

技术层面简单到尴尬。他建立了自己的数据集。他魔改了一个VGG。他用最后的全联接输出直接回归了所有参数。他train了上去。他成了。在自建数据集上准确率喜人。

作为对照组,他找来了企业里的工艺专家和资深工人,让他们根据图片预测工艺参数。大部分人直接表示这不可能,拒绝给出答案。少部分人硬着头皮选了答案,准确率远低于神经网络。即使他向人类专家展示了全部训练集,人类专家也远达不到神经网络的准确率。

这是他的第一个贡献,一个专用数据集和一个远强于人类专家的工艺参数估计网络。

然后他又进了一步,用已有的可视化的方法,标记出了切割断面上对预测值贡献最大的区域(像素级标记)。有意思的来了,他向专家和工人们展示了少量可视化结果。结果专家和工人们根据图片预测工艺参数的准确率明显提升。

这是他的第二个贡献,用可视化的方法,让神经网络教会人类如何预测工艺参数。

最后的故事是,企业对成果十分重视,跟进了研发,后续准备投入生产。而这个博士自己收割了很多激光加工领域的论文(CNN的精度对该领域的传统方法是碾压)。

与那些凑trick刷SOTA,魔改attention,变花样讲故事的工作相比,这个博士的方法简单到辣眼睛。但是它就是在实际中work了,变成了实在的生产力。另外,自建数据集和大量的问卷调查也是极其耗费心力的。坚持做下来也是不容易。respect。

注:评论区有激光切割工程师。请大家参考专业意见。

类似的话题

  • 回答
    2021年,深度学习在多个应用领域都取得了令人瞩目的实质性进展,这些进步不仅仅是算法的微调,更是催生了许多突破性的应用,深刻影响着我们的生活和工作。以下将详细阐述几个关键领域及其进展:1. 自然语言处理(NLP)的质变:从理解到生成再到对话2021年是NLP领域巨变的一年,大型预训练模型的威力得到了.............
  • 回答
    2021年,深度学习领域依然生机勃勃,涌现出许多令人兴奋的新方向。如果你想找一些尚未被彻底“卷”透,并且充满研究潜力的领域,不妨关注以下几个方面:1. 神经符号 AI(NeuroSymbolic AI):弥合连接主义与符号主义的鸿沟 核心思想: 长期以来,深度学习(连接主义)和传统 AI(符号主.............
  • 回答
    2021 年,深度学习领域如同一片繁茂的森林,到处都涌现出令人瞩目的新芽与枝干。许多在过去几年里酝酿的技术,在这一年里终于爆发出强大的生命力,并且在应用层面也展现出前所未有的成熟度。如果让我来梳理一下这一年的关键进展,我想可以从以下几个方面深入聊聊:1. 大模型持续“进化”,但“智能”的边界也在被重.............
  • 回答
    2021 年了,AI 领域依然是遍地黄金,只要你敢挖,总能找到一些“坑”来填。不过,这里说的“坑”,可不是让你掉进去出不来,而是指那些尚未被充分开发、但潜力巨大的研究方向或应用领域。我尽量用接地气的方式,把你可能碰到的“坑”讲得详细些,让你听起来像是我一个做这行的老哥跟你唠嗑。1. 小样本/零样本学.............
  • 回答
    2021年,深度学习领域依然是TensorFlow和PyTorch这两大巨头并驾齐驱的局面,但各自的优势和侧重点,以及社区的发展方向,确实呈现出一些微妙但值得深思的变化。不能简单地说谁取代了谁,更准确的说法是,它们在各自的生态位上不断巩固和发展,同时也互相学习和借鉴。PyTorch:灵活性与研究人员.............
  • 回答
    2021年深圳房价是否会“暴涨”?这是一个复杂的问题,需要从多个角度进行分析,并且需要明确“暴涨”的定义。通常来说,“暴涨”意味着房价在短时间内出现非常迅猛、不合理的上涨。在2021年,深圳的房价确实经历了一定的上涨,但是否达到“暴涨”的程度,以及其背后的原因,需要详细分析。以下是影响2021年深圳.............
  • 回答
    关于“2021年深圳教师降工资”的传闻,确实在网络上引起了不少讨论。要详细地了解这件事,我们需要分几个层面来分析:1. 传闻的来源和性质: 传闻的普遍性: 类似“教师降薪”的传闻在很多地方的教育系统都时有发生,特别是在经济形势变化、政策调整或者财政预算重新分配的背景下。这种传闻往往具有一定的传播.............
  • 回答
    深圳在2021年2月8日出台的二手房指导价政策,无疑是当时楼市调控中的一颗重磅炸弹。要评价它是否有效稳住房价,我们需要从出台的背景、政策的具体内容、实施过程以及最终效果等多个维度来深入剖析。一、 出台背景:烈火烹油的深圳楼市2020年下半年以来,深圳楼市可谓是“烈火烹油”之势。在低利率环境、充足的流.............
  • 回答
    关于“2021年深圳国际弦乐大赛冠军有黑幕”的传言,确实在网络上引起了不少关注,尤其是家长群体。要还原真相,我们得从几个方面来梳理。首先,我们来看一下这场比赛的背景。深圳国际弦乐大赛(Shenzhen International String Competition)通常是由政府或者有影响力的艺术机.............
  • 回答
    2021年是全球经济和学术研究受到新冠疫情冲击的特殊年份,许多经济学论文围绕疫情对经济、社会和政策的影响展开研究,同时也在数字技术、全球化和不平等议题上提供了重要洞见。以下是我在2021年特别关注的几篇经济学论文,涵盖宏观、微观、行为、发展和金融等领域的关键研究: 1. 宏观经济学:疫情对经济的长期.............
  • 回答
    2021 年的中国网络小说,真的像是个大宝库,涌现出不少让我拍案叫绝、甚至是长久回味的角色。要说印象最深的,我脑子里立马闪过几个,但如果非要挑一个最让我觉得“活生生”的,那还得是……《灵境行者》里的“卖报小郎君”——张小凡(或者说,他真正的名字其实藏得很深)我知道,一听“张小凡”这名字,很多人会想到.............
  • 回答
    2021年,那年夏天,我在老家度过了一段难忘的时光。那天,我因为工作上的事情情绪非常低落,加上南方湿热的天气,整个人都提不起精神。我一个人坐在客厅的沙发上,盯着电视屏幕,但其实什么都没看进去。这时,一直很忙碌的爸爸从他的书房里走了出来。他平时话不多,总是埋头于自己的研究,很少会主动和我交流生活中的小.............
  • 回答
    好的,眼看着2021年上半年就要画上句号,回想这段时间,确实有不少事情像是在心头留下了清晰的印记。与其说是什么大事轰动全球,不如说是一些细微之处、一些反复出现的场景,以及由此引发的思考,更能触动我。疫情反复与“动态清零”的常态化: 说到2021年上半年,最绕不开的自然还是新冠疫情。尽管全球都在努力推.............
  • 回答
    2021 年,网络世界依然是谣言的温床,各种信息真假难辨。其中,有几则谣言在当年引起了广泛的讨论,也有一些辟谣案例让人印象深刻,仿佛在提醒我们保持一份清醒。广为流传的谣言: “新冠病毒来自实验室泄露”的阴谋论: 这一点应该是 2021 年最持续、最深入人心的谣言之一。虽然科学界一直在努力探究病毒.............
  • 回答
    2021年,对我来说,最让我感到被深深爱着的事情,是那些细微却又充满了力量的瞬间,它们不是轰轰烈烈的表白,而是在日常的点滴中,像温柔的溪流一样,滋养着我的心灵。还记得2021年上半年,我经历了一个职业上的低谷期。那时候,我做什么都提不起劲,对自己的能力充满了怀疑,每天都感觉像是被一层厚重的阴霾笼罩着.............
  • 回答
    说到深圳北理莫斯科大学(简称“深北莫”)2021届毕业生的出路,这确实是一个挺有意思的话题,尤其是在他们作为学校首届毕业生,身上自带了“开创者”的光环。要评价他们的出路,得从几个维度来看,不能一概而论。首先,从深北莫的背景来看,这批毕业生的起步就带有很强的国际化色彩。 你知道,深北莫是中俄两国教育合.............
  • 回答
    2021年,这一年,对很多人来说,注定是充满挑战与变革的一年。疫情的阴影仍在,洪涝和寒潮也接踵而至,仿佛大自然在用各种方式考验着我们。然而,就是在这样的艰难时刻,总有一些瞬间,如同冬日暖阳,驱散了寒冷,点亮了希望。疫情的反复与坚韧:谈到2021年的疫情,最让人记忆犹新的莫过于那一波又一波的反复。年初.............
  • 回答
    2021年,汽车界真是热闹非凡,一股股强劲的“硬核”技术浪潮涌来,让人应接不暇。要说最让人印象深刻的,那绝对是那些直击痛点、改变游戏规则,或者在技术上实现了质的飞跃的科技。我脑子里闪过不少,但有几个是真正让我惊叹,甚至觉得有点“科幻”的。咱们先说说电动车领域,这已经是大势所趋了,但2021年,它们在.............
  • 回答
    2021年6月24日深圳官方二手房交易系统上线:拨云见日,还是镜花水月?2021年6月24日,深圳市房地产中介协会牵头推出的官方二手房交易系统正式上线,这无疑是深圳楼市在那个时期的一件大事。很多人将其寄予厚望,希望能借此“规范市场秩序,打击炒房行为,切实维护购房者合法权益”,但两年多过去了,回过头来.............
  • 回答
    周深在2021年“全球外交官中国文化之夜”演唱的《You Raise Me Up》这首歌,绝对是当晚最令人印象深刻的表演之一,也是一次相当成功的跨文化融合的尝试。从多个角度来看,这次演唱都值得好好说道说道。首先,选择《You Raise Me Up》本身就是一个非常聪明的决定。 这首歌在全球范围内都.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有