前言
近年，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展及普及，與其相關(guān)的各種觀點(diǎn)和書籍不斷涌現(xiàn)。作為一名多年從事人工智能研究及實(shí)踐的行業(yè)工作者，我有很多朋友和客戶來找我討論，甚至爭(zhēng)論各種問題。其中，有些人將人工智能看作解決未來一切問題的鑰匙，而有些人則視人工智能為空中樓閣，認(rèn)為它概念炒作大于實(shí)際意義。對(duì)此，我個(gè)人的看法是，人工智能確實(shí)是未來技術(shù)重要的發(fā)展方向之一，隨著其技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，它也必將成為人類新的文明之光，深入社會(huì)、工作、生活的各個(gè)角落。但實(shí)事求是地講，受各種客觀條件制約，人工智能技術(shù)確實(shí)還有很多不盡如人意之處，其中如何與產(chǎn)業(yè)進(jìn)行有效融合并獲得預(yù)期的應(yīng)用效果，已成為人工智能商業(yè)化落地的關(guān)鍵問題之一。目前，市面上有很多優(yōu)秀的書籍針對(duì)這一問題開展了見仁見智的論述并給出了不少解決方案，我個(gè)人的研究是將其大致歸為三類。
類是算法理論類書籍。這類書籍通常由學(xué)術(shù)巨擘執(zhí)筆，專業(yè)又詳盡地介紹算法原理。多數(shù)應(yīng)用研發(fā)的從業(yè)者會(huì)感覺這類書閱讀難度較高，且與關(guān)注的應(yīng)用距離較遠(yuǎn)。
第二類是平臺(tái)工具介紹類書籍。這類書籍中有大量的實(shí)踐案例，甚至是源代碼。這類書有術(shù)缺道，雖然可以幫助任務(wù)明確的工程師實(shí)現(xiàn)模型，但不能幫助他們分析業(yè)務(wù)并找到業(yè)務(wù)中的應(yīng)用場(chǎng)景，從而準(zhǔn)確拆解出建模問題。
第三類是產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜述類書籍。閱讀此類書籍可以縱覽大局，快速掌握人工智能在各個(gè)領(lǐng)域的激動(dòng)人心的發(fā)展概況。然而宏觀知識(shí)并不是實(shí)操的方法論，雖然能夠激發(fā)讀者投身人工智能浪潮的熱情，但無法提供具體領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)的方法論。
綜上，解決人工智能的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，既不缺宏觀理念，也不缺實(shí)用工具和基礎(chǔ)理論，唯獨(dú)欠缺應(yīng)用技術(shù)的方法論，即如何以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行商業(yè)布局和業(yè)務(wù)創(chuàng)新。對(duì)于從事人工智能應(yīng)用的企業(yè)，不能只有技術(shù)人員懂模型，業(yè)務(wù)人員和管理者也需要深入掌握人工智能，才能不斷挖掘應(yīng)用場(chǎng)景并高效完成實(shí)現(xiàn)方案。
我在工作中曾經(jīng)遇到過不少這類企業(yè)案例：高管在認(rèn)識(shí)到人工智能在各行業(yè)的發(fā)展前景后決定戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，但他們沒有精力去設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的具體方案；一線研發(fā)工程師雖熟悉各種平臺(tái)及工具，但無法設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的重構(gòu)方案。而承上啟下的企業(yè)中層，則承接了人工智能重構(gòu)業(yè)務(wù)模式的設(shè)計(jì)重任，這包含了從產(chǎn)業(yè)鏈的視角設(shè)計(jì)商業(yè)模式從業(yè)務(wù)流程的視角設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案以及從整體系統(tǒng)的視角拆解建模任務(wù)三個(gè)層面的工作。但可惜的是，總結(jié)人工智能應(yīng)用方法論的圖書在市面上鳳毛麟角。正因?yàn)榍猩眢w會(huì)到人工智能應(yīng)用的方法論和深度內(nèi)容缺位，所以我決定通過自己這些年在人工智能領(lǐng)域的一些從業(yè)經(jīng)歷及所感所得，寫一本人工智能應(yīng)用方法論的書，希望這本書能夠?qū)ζ髽I(yè)客戶，特別是企業(yè)的業(yè)務(wù)和技術(shù)中層有所幫助。
本書的個(gè)特點(diǎn)是通過深入淺出的敘述與讀者進(jìn)行溝通。雖然本書中也不乏一些基礎(chǔ)原理和定義的介紹，但我更希望通過輕松的語言、簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)公式和有趣的哲學(xué)思考，將我對(duì)技術(shù)原理的思考及對(duì)商業(yè)應(yīng)用的總結(jié)向大家娓娓道來。
請(qǐng)?jiān)�諒我的任性。在我�?dòng)筆之前，很多朋友給了許多建議：

你要寫能讓讀者快速上手的案例，好把代碼貼出來，講解平臺(tái)工具的使用。
你要多講的技術(shù)進(jìn)展和項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)，讓做類似項(xiàng)目的讀者可以參考。
你要多做宏觀市場(chǎng)的展望，激勵(lì)各行各業(yè)的讀者加入人工智能的大潮。

如果朋友們只是期望這些，本書可能要讓大家失望了。我進(jìn)行創(chuàng)作的動(dòng)力來自所思所感所得。在周末的午后，泡一杯茶，靜靜地想，靜靜地寫，仿佛整個(gè)世界都慢了下來。目標(biāo)回歸純粹，把一件事情想通透的愉悅感，與更多人一起分享時(shí)的滿足感，讓人沉迷。如果作者只為了迎合市場(chǎng)而不享受過程，寫出的文字也難以持久。朋友們的建議很好，的確也是市場(chǎng)迫切需要的。如何使用工具并不重要，重要的是理解原理和本質(zhì)；技術(shù)和市場(chǎng)判斷是否并不重要，重要的是永不過時(shí)的思考方法；激動(dòng)人心的宏觀展望并不重要，重要的是能謀劃業(yè)務(wù)的應(yīng)用方法論。
別失望，任性并不意味著本書不能成為暢銷書。本書彌補(bǔ)了當(dāng)前人工智能圖書市場(chǎng)的空白，我在書中對(duì)市場(chǎng)需求的判斷與朋友們不同。近些年，雖然人工智能技術(shù)發(fā)展得很快，但其在各行業(yè)應(yīng)用落地的速度還沒有達(dá)到預(yù)期，阻礙推廣的關(guān)鍵在于應(yīng)用方法論的缺失。
《道德經(jīng)》開篇名句名可名，非常名的一種解釋是我們能夠定義事物，但不能用一套永恒不變的概念來定義事物。我深以為然。不要輕易給自己和自己的作品下定義，因?yàn)槿祟惿鐣?huì)需要高度的分工協(xié)作，但不同人和組織之間存在極大的信息不對(duì)稱。為了高效管理，人們給出各種定義和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，用于快速構(gòu)建人類對(duì)彼此的認(rèn)知，但如果一個(gè)人將這些定義嚴(yán)絲合縫地套在自己頭上，不敢越雷池一步，這是極其可悲的。在職業(yè)發(fā)展初期，嚴(yán)格符合職業(yè)定義的人會(huì)取得更快的發(fā)展，因?yàn)樗�的所有努力均符合職業(yè)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。但在職業(yè)發(fā)展后期，標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展反而會(huì)造成瓶頸。經(jīng)濟(jì)學(xué)提醒我們，標(biāo)準(zhǔn)意味著供給充足，供給充足意味著價(jià)格低廉。高階人才之所以稀少，是因?yàn)樗麄兪蔷邆涠喾N能力的復(fù)合型人才，每個(gè)人都不一樣。類似地，本書可能與市場(chǎng)上大部分人工智能圖書不同，體態(tài)不那么標(biāo)準(zhǔn)。
本書的第二個(gè)特點(diǎn)是以角色轉(zhuǎn)換的方式寫思考，以激發(fā)讀者獨(dú)立思考的能力。從業(yè)多年，我深刻體會(huì)到獨(dú)立思考能力對(duì)企業(yè)發(fā)展的重要性，原因在于只有獨(dú)立思考才能避免人云亦云，才能發(fā)現(xiàn)被其他人忽視或遺漏的事物，而這是企業(yè)好戰(zhàn)略的充要條件。什么才是好戰(zhàn)略呢？我認(rèn)為，好戰(zhàn)略不是取得所有人的認(rèn)同，而是執(zhí)行后取得成功或預(yù)期效果，這才能證明好戰(zhàn)略的超前性。正確的戰(zhàn)略可以讓公司在開展業(yè)務(wù)時(shí)事半功倍，就如大家常說的方向遠(yuǎn)比努力重要，方向錯(cuò)了，停止便是進(jìn)步。在本書中，我希望把自己鍛煉獨(dú)立思考能力的經(jīng)驗(yàn)分享給大家。培養(yǎng)獨(dú)立思考能力不用特殊訓(xùn)練，在日常學(xué)習(xí)中就可以鍛煉。例如，課本和論文已經(jīng)告訴我們每個(gè)知識(shí)概念的含義，每個(gè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案，我們也可以重造輪子站在知識(shí)和技術(shù)創(chuàng)造者的視角思考其當(dāng)初的思考流程，以及是否有更好的總結(jié)方式。本書中一些知識(shí)點(diǎn)的講解也采用了這種方式，即按照自己的理解和思考重新介紹一些傳統(tǒng)概念，所以有些讀者可能開始會(huì)不太適應(yīng)本書的風(fēng)格。但我個(gè)人的體會(huì)是，堅(jiān)持這種學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法有利于透徹地理解知識(shí)，并可以提高獨(dú)立思考的能力。
本書的第三個(gè)特點(diǎn)是以故事或者案例為載體傳遞知識(shí)內(nèi)核。我經(jīng)常聽一些朋友說，書上內(nèi)容明明都看了，但總有一些知識(shí)點(diǎn)理解不到位，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)各種問題。我通過觀察發(fā)現(xiàn)，這可能與知識(shí)的表述方式有關(guān)。眾所周知，為了保證科學(xué)知識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)性與高效性，大部分科學(xué)類論文或書籍都會(huì)使用大量專業(yè)術(shù)語和表達(dá)方式，這就給一些讀者帶來了一定的閱讀難度。特別是在當(dāng)下，如果期望將科研成果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，則需要各類職能人員的參與，如果這些非專業(yè)讀者不能理解，又如何能高效地落地呢？因此，為了讓更多行業(yè)非專業(yè)人士能在閱讀本書的過程中有所收獲，我決定以故事的形式闡述對(duì)技術(shù)原理的思考，希望通過這種更輕松易懂的語言和形式，分享與普及人工智能的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
閱讀本書需要兩類前置知識(shí)：一類是微積分、線性代數(shù)和概率論，有助于更好地理解技術(shù)原理部分；另外一類是經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)和商業(yè)戰(zhàn)略，有助于在閱讀后半部分的應(yīng)用案例和產(chǎn)業(yè)思考時(shí)產(chǎn)生更多的共鳴。
本書分為四個(gè)部分，從原理與思考、應(yīng)用與方法到商業(yè)與戰(zhàn)略，再到工具與實(shí)踐，逐層放開視野。

部分包括第1~4章。第1章圍繞機(jī)器為何能學(xué)習(xí)和機(jī)器是怎樣學(xué)習(xí)的這兩個(gè)基本問題展開，樹立機(jī)器學(xué)習(xí)的基本觀念，并概述大數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的價(jià)值，以及有關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的思考。
第2~4章聚焦機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的技術(shù)原理和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，包含如下三個(gè)主題，這部分是應(yīng)用技術(shù)的內(nèi)核（層）。第2章再度展開第1章討論的機(jī)器為何能學(xué)習(xí)和機(jī)器是怎樣學(xué)習(xí)的，詳述假設(shè)＋目標(biāo)＋尋解的學(xué)習(xí)框架，揭示模型過擬合和欠擬合的兩難，探討解決過擬合的正則化與校驗(yàn)等方法。第3章探討如何構(gòu)建強(qiáng)大的模型，包括非線性變換、多模型組合，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)。第4章介紹機(jī)器學(xué)習(xí)的建模實(shí)踐，即在基本原理之外，進(jìn)行實(shí)際建模時(shí)繞不過去的外圍工作，包括業(yè)務(wù)建模、樣本處理、特征工程、模型評(píng)估四方面的內(nèi)容。
第二部分包括第5~7章，借助三個(gè)業(yè)務(wù)背景完整的案例，展示從業(yè)務(wù)分析到系統(tǒng)建模的全過程，這部分是應(yīng)用技術(shù)的項(xiàng)目級(jí)實(shí)踐（第二層）。
第5章介紹電商平臺(tái)促銷策略中的模型，以及傳統(tǒng)上以運(yùn)營(yíng)驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)如何與模型深度結(jié)合來創(chuàng)新。建模的難度不僅體現(xiàn)在如何在各大比賽中實(shí)現(xiàn)百尺竿頭更進(jìn)一步的效果，更體現(xiàn)在如何在一種前所未見的業(yè)務(wù)環(huán)境下準(zhǔn)確地挖掘和定義建模問題。第6章講解計(jì)算機(jī)視覺及其應(yīng)用產(chǎn)品的構(gòu)建，澄清學(xué)術(shù)判斷和工業(yè)實(shí)踐的不同，展示技術(shù)選型的重要性，以及如何在不完美的技術(shù)現(xiàn)狀下設(shè)計(jì)可用的產(chǎn)品。第7章以知識(shí)圖譜和對(duì)話機(jī)器人為案例，介紹除深度學(xué)習(xí)之外的一些人工智能算法，并以時(shí)下熱門的領(lǐng)域展示分析產(chǎn)業(yè)和判斷趨勢(shì)的方法。技術(shù)人員需要具備商業(yè)眼光和頭腦，才能推動(dòng)技術(shù)，改造行業(yè)。
成功的業(yè)務(wù)不僅需要模型，還需要全局思考，只有跳出技術(shù)，才能真正做好技術(shù)。
第三部分包括第8~10章，站在行業(yè)和商業(yè)的視角審視技術(shù)，以應(yīng)用技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建一個(gè)成功的商業(yè)模式。這部分是應(yīng)用技術(shù)的商業(yè)實(shí)踐（第三層）。
人類社會(huì)前進(jìn)的原始驅(qū)動(dòng)力是科技進(jìn)步，這也是多數(shù)商業(yè)創(chuàng)新的起源。第8章以區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用為例，探討認(rèn)知新技術(shù)并布局業(yè)務(wù)的方法。以區(qū)塊鏈為例，是為了讓讀者體會(huì)一下，對(duì)于一項(xiàng)尚不了解的新技術(shù)，應(yīng)如何分析技術(shù)本質(zhì)，乃至規(guī)劃業(yè)務(wù)布局。第9章以醫(yī)療行業(yè)的業(yè)務(wù)邏輯和技術(shù)應(yīng)用為例，探討如何洞察行業(yè)中的應(yīng)用場(chǎng)景，以及為技術(shù)應(yīng)用找到研究商業(yè)模式的路徑。第10章首先介紹從技術(shù)發(fā)展到商業(yè)的技能，包括對(duì)技術(shù)壁壘的認(rèn)知和技術(shù)投資方法；后，總結(jié)了人工智能的產(chǎn)業(yè)展望和技術(shù)應(yīng)用方法。
第四部分包含第11章。機(jī)器學(xué)習(xí)是一門實(shí)踐學(xué)科，為了避免紙上得來終覺淺，在本書后一部分安排了4次實(shí)踐課內(nèi)容。次實(shí)踐課以房?jī)r(jià)預(yù)測(cè)的數(shù)值預(yù)測(cè)任務(wù)為案例，使讀者親身體會(huì)模型的三要素：假設(shè)、目標(biāo)和尋解。第二次實(shí)踐課以手寫數(shù)字識(shí)別的計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)為案例，全面展示從一個(gè)基礎(chǔ)版本模型，優(yōu)化到理想版本模型的過程，以鞏固這部分所學(xué)的理論知識(shí)。第三次實(shí)踐課以語義相似度計(jì)算的自然語言處理任務(wù)為案例，認(rèn)知深度學(xué)習(xí)模型的重要附屬產(chǎn)物：向量表示。后一次實(shí)踐課會(huì)布置行業(yè)應(yīng)用作業(yè)，并向讀者展示許多往屆學(xué)員的精彩成果，啟發(fā)讀者挖掘自己所處行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景。
我的本著作《大數(shù)據(jù)分析的道與術(shù)》出版后，一個(gè)不熟的朋友突然對(duì)我說：讀了你的書，好像與你一起經(jīng)歷了很多事，也逐漸熟悉了你。這讓我意識(shí)到寫作可以使人擺脫孤獨(dú)，認(rèn)識(shí)更多的朋友，真好。
本書的創(chuàng)作歷經(jīng)近2年，近100個(gè)周末，在此特別感謝我的妻子的理解和支持，并細(xì)心地幫我完成了本書的初次編輯與校對(duì)。本書也贈(zèng)給我的女兒彤彤，她的出生帶給我無窮的歡樂和激勵(lì)。
此外，我還要特別感謝飛槳的吳甜女士、馬艷軍博士和于佃海架構(gòu)師在本書的創(chuàng)作過程中給予的指導(dǎo)，感謝飛槳教材編寫組的安夢(mèng)濤、張翰迪、汪慶輝、張亞嫻等為本書貢獻(xiàn)的簡(jiǎn)潔易用的實(shí)踐代碼，感謝吳蕾為本書進(jìn)行細(xì)致的校對(duì)和溝通工作。此外還要感謝通過微信、郵件、培訓(xùn)等方式與我交流過的深度學(xué)習(xí)開發(fā)者和企業(yè)伙伴，與你們的每一次溝通和討論都讓我受益匪淺，并讓我更堅(jiān)信，中國(guó)的AI未來可期。
后要特別感謝愿意通過本書與我結(jié)緣的每一位讀者，縱使你我并不相識(shí)，但通過知識(shí)和思想的分享與交流，我們突破了時(shí)空的限制，成為志同道合的朋友。


謹(jǐn)以此書獻(xiàn)給我愛的家人們。
特別感謝妻子一如既往地鼓勵(lì)和支持，以及女兒彤彤的出生給予我的巨大喜悅與快樂！