我们正经历着人类历史上很可能的一个关键时刻,人工智能 (AI) 的重要性变得越来越不可否认。考虑一下这个统计数据:根据福布斯顾问的一项调查,97% 的企业主预计 ChatGPT 将为其业务的至少一个领域带来积极的变化。此外,ChatGPT、Midjourney 和 Bard 等工具正在将人工智能引入主流。这使得人工智能的艺术和科学比以往任何时候都更加重要。
如果您是一名有抱负的数据科学家、机器学习工程师、人工智能研究员,或者只是一名人工智能爱好者,那么本指南适合您。在本文中,我们将详细介绍如何从头开始学习人工智能,并提供行业专家的见解来帮助引导您的旅程。除了涵盖您需要掌握的技能和工具外,我们还探讨了企业如何在当今的环境中利用人工智能。
观看我们课程的视频并了解有关人工智能基础知识的更多信息。
AI(人工智能)是计算机科学的一个分支,专注于创建可以执行通常需要人类智能的任务的系统。这些任务包括理解自然语言、识别模式、做出决策和从经验中学习。人工智能是一个广阔的领域,拥有众多子领域,每个子领域都有其独特的目标和专业化。查看我们的完整指南,什么是人工智能?了解更多。您还可以在另一篇文章中 探讨人工智能与机器学习的不同之处。
随着人工智能的日益普及,人们以各种方式讨论该技术。为了简化本文的其余部分,了解不同类型的人工智能非常重要。人工智能根据其能力可以分为三个级别:
如果您是这个主题的新手,您可能还会看到“机器学习”、“深度学习”、“数据科学”等术语逐渐渗透到人工智能讨论中。人工智能是一个广泛的领域,包含多个子集,包括机器学习 (ML)和深度学习 (DL)。
虽然这些术语都没有官方定义,而且专家们对确切的界限存在争议,但人们对每个术语的广泛范围越来越达成共识。以下是如何定义这些术语的详细说明:
数据科学是一个跨学科领域,它使用上述所有技能以及数据分析、统计、数据可视化等其他技能,从数据中获取洞察力。
人工智能不仅仅是一个流行词;这是一项革命性的技术,改变了我们的工作、生活和互动方式。随着数据的爆炸式增长和理解数据的需求,对人工智能技能的需求猛增。现在就是开始学习人工智能的最佳时机。原因如下:
人工智能不是未来,而是未来。这是现在。近年来,人工智能就业岗位数量显着增长。根据世界经济论坛的未来就业报告,人工智能和机器学习专家位居未来五年快速增长就业岗位榜首。随着各行业继续采用人工智能技术来简化运营并做出更好的决策,对人工智能专家的需求可能只会增加。
如下图所示,2021 年至 2030 年人工智能市场规模增长预测进一步强调了这一预测。
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当然,对人工智能技能需求的激增带来了诱人的薪酬。Glassdoor的数据显示,截至 2023 年 11 月,美国AI 工程师的平均年薪为 153,719 美元,并有可能获得奖金和利润分享。机器学习工程师和数据科学家的薪酬同样丰厚,平均年薪分别为 151,158 美元和 178,515 美元。这种经济补偿反映了人工智能技能在市场上的价值和影响。
我们还看到,从我们撰写这篇文章的 2023 年 5 月到 2023 年 11 月的最后一次更新,这些平均工资有所增加。 据报道,5 月份 Glassdoor 上的平均工资为 128,479 美元,11 月份为 153,719 美元。
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人工智能不仅仅意味着高薪工作和巨大的市场需求。这也是一个智力的领域,有望以令人兴奋的方式挑战您。它涉及构建算法来解决复杂问题,设计模拟人类智能的模型,以及创造性地将这些技术应用于各种现实场景。
人工智能专业人员不断学习、适应和创新。该领域在不断发展,这意味着总是有新的东西需要学习,有新的问题需要解决,或者系统需要改进。对于那些在挑战和持续学习中茁壮成长的人来说,这种动态性质使人工智能成为一个令人兴奋的领域。
学习人工智能所需的时间通常取决于你所采取的路线;无论是自学还是通过大学课程等正规教育。
在自学路线中,持续时间可能会有很大差异,因为这在很大程度上取决于您先前的知识、奉献精神和可用的学习资源。通过自学,可能需要几个月到一年甚至更长的时间才能对人工智能概念、Python等编程语言、数学和各种机器学习算法有一个扎实的了解。自定进度的在线课程、教程和实践项目可以加速学习过程。
另一方面,大学路线通常涉及接受计算机科学、数据科学或相关领域的正规教育。这些学科的学士学位通常需要大约三到四年才能完成,在此期间,学生接受人工智能和相关学科的全面培训。
无论您选择哪条路线,持续学习、实际应用和跟上最新进展对于追求人工智能职业生涯至关重要。
学习人工智能可能是一项令人兴奋的事业,但它也并非没有挑战。这是一个包含许多子主题的广阔领域。然而,有了清晰的路线图、正确的资源和战略方法,您就可以有效地驾驭这一局面。以下是 2024 年学习人工智能的方法:
在深入研究人工智能之前,您需要在某些领域打下基础。这些基本技能将构成您对人工智能的理解和能力的支柱:
值得注意的是,这些先决条件领域所需的理解和掌握深度可能会有所不同,具体取决于您想要从事的人工智能角色。例如,数据科学家可能不需要深入了解人工智能中使用的每个数学概念,但旨在创建新人工智能算法的研究科学家可能需要更深入地掌握数学。
关键是要使你的学习路径与你的职业目标保持一致,并相应地调整你在不同领域的学习深度。
现在我们已经介绍了先决条件,让我们深入研究掌握人工智能所需的基本技能。与上面的先决条件部分类似,您对这些技能所需的掌握程度很大程度上取决于您希望从事的角色类型。
统计学是一门涉及数据收集、组织、分析、解释和呈现的学科。它为理解和处理人工智能中的数据提供了基础。
在以下资源中了解有关统计的更多信息:
如前所述,某些数学领域构成了人工智能算法的基础。线性代数、微积分、概率和微分方程都是您的人工智能之旅中将使用的数学工具。
在以下资源中了解有关数学的更多信息:
人工智能的实施需要对编程有充分的了解。了解如何编写代码可以让您开发人工智能算法、操作数据以及使用人工智能工具和库。由于其简单性、灵活性和数据科学库的可用性,Python 目前是人工智能社区中最流行的语言。
数据结构允许您存储、检索和有效地操作数据。因此,数组、树、列表和队列等数据结构的知识对于编写高效代码和开发复杂的人工智能算法至关重要。
数据操作涉及清理、转换和操作数据,为进一步分析或将其输入人工智能模型做好准备。使用 pandas 等库进行数据操作的技能对于人工智能工作至关重要。
数据科学是各种工具、算法和机器学习原理的融合,旨在从原始数据中发现隐藏的模式。作为人工智能专业人士,了解从数据中提取见解的过程至关重要。
机器学习是人工智能的一个子领域,机器从数据中学习以提高其性能或做出准确的预测。了解不同的机器学习算法、它们的工作原理以及何时使用它们非常重要。
深度学习是机器学习的一个子集,它使用多层(因此“深度”)的神经网络来建模和理解数据集中的复杂模式。从语音助手到自动驾驶汽车,当今许多最先进的人工智能应用程序都由它提供支持。
这些技能中的每一项都相互关联,帮助您建立广泛的人工智能概念知识。一个好的开始方法是先获得每个领域的基础,然后再更详细地探索您最感兴趣的领域。您可以根据自己的需要混合您的方法,研究学习和实践过程中自然出现的领域。
了解正确的工具和软件包对于您在人工智能领域取得成功至关重要。特别是,Python 和 R 因其简单性、灵活性以及强大的库和框架的可用性而成为人工智能社区中的领先语言。虽然您不需要同时学习两者才能在人工智能领域取得成功,但根据您最终选择的工具,您将在下面找到一些需要熟悉的关键库和框架:
Python 是一种高级解释性编程语言,以其可读性和多功能性而闻名。由于其用户友好的语法以及大量可用于人工智能和数据科学的库和框架,它在人工智能中被广泛使用。
pandas 是一个 Python 库,提供了广泛的数据分析方法。数据科学家使用 pandas 执行各种任务,包括数据清理、数据转换和统计分析。它可以很好地处理不完整、混乱和未标记的数据,使其成为预处理数据集的重要工具。
NumPy 是 Numerical Python 的缩写,是一个 Python 库,增加了对大型多维数组和矩阵的支持,以及大量用于对这些数组进行操作的高级数学函数。它是任何科学计算(包括人工智能)的必备库。
Scikit-Learn 是一个简单而高效的数据挖掘和机器学习工具。它基于 NumPy、SciPy 和 matplotlib 构建,并且是开源的,这意味着每个人都可以。它具有各种分类、回归、聚类和降维算法。
PyCaret 是一个功能强大的 Python 库,它简化了构建和部署人工智能模型的过程,使用户只需几行代码即可高效地探索、预处理、训练、调优和比较多种机器学习算法。
PyTorch 是一个基于 Torch 库的开源机器学习库。它用于自然语言处理和人工神经网络等应用。它最大的优点是灵活性和速度,使其适合深度学习研究。
Keras 是一个用 Python 编写的用户友好的神经网络库。它旨在最大限度地缩短您的想法和工作模型之间的时间,为神经网络建模提供一种简单的方法。 Keras 也是模块化的,这使得它在构建新模型时具有难以置信的多功能性。
一旦您准备好开始实践人工智能,利用 API 访问商用模型是最好的入门方法之一。 OpenAI API、Cohere API 和 Anthropic API 等商用 API 是很好的起点。
随着您的熟练程度不断提高,可以使用标准 Python 包(例如 Hugging Face 的转换器和加速器)探索预先训练的模型,这使得使用 GPU 和 TPU 变得更加容易。
浪链目前 最流行的人工智能框架之一,帮助用户将来自大型语言模型的人工智能纳入数据管道和应用程序中。
下面,我们创建了一个潜在的学习计划,概述了如果您刚刚开始使用人工智能,您应该将时间和精力集中在哪里。请记住,时间尺度、主题领域和进展都取决于广泛的变量。我们希望使这个计划尽可能实用,这就是为什么我们推荐了您可以在不断进步的过程中进行的项目。
4. 人工智能基础知识:了解人工智能是什么、它的历史以及它的不同分支。像我们的人工智能基础知识这样的课程可以提供一个良好的开端。
5. 加深机器学习知识:了解不同类型的机器学习算法——监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习。以我们的机器学习科学家 Python Track 为例,其中涵盖了最重要的模型类型、模型验证和超参数调整。它涵盖了 TensorFlow 和 Keras 等软件包,并涉及高级深度学习。
请记住,这只是一个基本路线图。您应该根据您的节奏和兴趣修改它。人工智能是一个广阔的领域,学习是一个持续的过程。
踏上学习人工智能的旅程可能会令人畏惧,但采用战略方法可以使该过程更加结构化和易于管理。以下五个步骤可指导您完成人工智能学习之旅:
首先根据您的职业目标决定将精力集中在哪里。我们将在本文中进一步讨论人工智能领域的各种职业;每个角色都有不同的侧重点,并且需要独特的技能。
例如,如果您对数据科学家或机器学习工程师等更具应用性的角色感兴趣,请更多地关注编程、数据科学和理解各种机器学习算法。您的目标是熟练使用人工智能技术来解决现实世界的问题。
或者,如果您倾向于研究角色,您应该更深入地研究人工智能和机器学习背后的理论。您需要扎实掌握数学、统计学和理论计算机科学。
这并不是一个严格的区别;相反,它是帮助您决定最初关注点的起点。
一旦你决定了你的重点,就该开始学习了。技能部分中建议的学习资源和上面的人工智能学习计划是有用的起点。请记住,掌握人工智能是一场马拉松,而不是短跑。在继续下一个概念之前,花点时间彻底理解每个概念。
没有比实践更好的学习方法了。将您学到的技能应用到现实项目中可以巩固您的理解,并为您提供实践经验,从而丰富您的投资组合。这可以像创建机器学习模型来预测房价一样简单,也可以像开发用于图像识别的深度学习模型一样复杂。我们在本文中提供了示例项目。
加入线上和线下的人工智能社区。参加 Stack Overflow 或 GitHub 等论坛、加入 LinkedIn 上的 AI 小组或参加 AI 聚会和会议都可以提供宝贵的学习机会。
获得 DataCamp 认证后,您可以加入我们的 DC 认证社区,在这里您可以与其他经过认证的学习者联系、访问独家内容和活动,并充分利用您新获得的技能。
通过加入社区,您可以了解最新趋势,在遇到困难时获得帮助,并与其他人工智能爱好者建立联系。
人工智能是一个快速发展的领域。一旦掌握了基础知识,继续学习和提高技能就很重要。关注人工智能博客、阅读研究论文、学习高级课程,并始终寻找挑战自我的新方法。这个迭代过程将使您从新手变成专家。
请记住,学习人工智能的旅程充满挑战,但回报丰厚。如果一路上遇到困难,不要气馁;它们是学习过程的一部分。牢记您的最终目标,并致力于您的旅程。
从结构化课程和教科书到实践项目,有丰富的资源可帮助您学习人工智能。选择正确的资源可以帮助您的人工智能学习有一个良好的开端。以下是我们的首选,可帮助您开始人工智能学习之旅:
DataCamp 是一个很棒的平台,提供专门为有抱负的数据科学家量身定制的互动课程。课程范围从初级到高级,并配有实践练习。以下是 DataCamp 上一些最好的人工智能相关课程:
学习人工智能是一个超越理解理论和编码技术的旅程。它涉及动手实践,这就是完成人工智能项目的用武之地。
首先根据您的熟练程度确定合适的项目,无论是预测模型还是生成人工智能应用程序。正确的工具,例如 Python 及其丰富的库,将成为您的基石。了解和准备数据至关重要,因为它直接影响模型的有效性。
以下是一些关于人工智能项目的想法,您可以构建它们来帮助您掌握人工智能。请务必查看我们关于各级人工智能项目、生成式人工智能项目和各级机器学习项目的文章,以获取更多信息。
书籍提供了该领域专家的深入知识和见解。以下是一些最有影响力的人工智能书籍,可能会对您有所帮助:
请记住,学习人工智能的关键是一致性和实践。不要害怕从小处开始,逐步发展到更复杂的概念和项目。你会惊讶地发现每天只花一点时间学习人工智能就能学到这么多东西。
我们精选的数据科学备忘单可以作为各种主题的快速参考指南,包括许多与人工智能相关的主题:
DataCamp 备忘单
人工智能开辟了众多职业道路,每条职业道路都有独特的职责、工具和所需技能。让我们深入研究一下目前流行的三种人工智能职业:数据科学家、机器学习工程师和研究科学家。请注意,我们将提到他们需要掌握的一些工具;如果您不熟悉这些工具,那也完全没问题——我们将在后面的部分中更详细地介绍它们。
数据科学家调查、提取和报告对组织数据的有意义的见解。他们向非技术利益相关者传达这些见解,并对机器学习工作流程以及如何将其与业务应用程序联系起来有很好的理解。他们几乎专门使用编码工具进行分析,并且经常使用大数据工具。
数据科学家是数据世界的侦探,负责挖掘和解释丰富的数据源、管理大量数据以及合并数据点以识别趋势。他们利用分析、统计和编程技能来收集、分析和解释大型数据集。然后,他们使用这些信息来开发数据驱动的解决方案来解决具有挑战性的业务问题。这些解决方案的一部分是开发机器学习算法,以生成新的见解(例如,识别客户群)、自动化业务流程(例如,信用评分预测)或为客户提供新发现的价值(例如,推荐系统)。
关键技能:
必备工具:
机器学习工程师是人工智能世界的建筑师。他们设计和部署机器学习系统,根据组织的数据进行预测。他们还解决预测客户流失和终身价值等问题
负责部署模型供组织使用。机器学习工程师通常只使用基于编码的工具。
关键技能:
工具:
研究科学家是人工智能世界的思想家。他们进行前沿研究,以推动人工智能领域的发展。他们的工作通常涉及发明新算法或改进现有算法。他们还在人工智能会议和学术文章中展示了他们的发现。
关键技能:
工具:
数据科学家
机器学习工程师
研究科学家
它是什么?
从数据中提取并报告有意义的见解以解决业务问题。
设计和部署机器学习系统以根据数据进行预测。
进行研究以推进人工智能的最先进水平。发布调查结果。
关键技能
从数据中提取并报告有意义的见解以解决业务问题。
Python、Java、Scala、ML 框架、数据结构、软件架构、数学、团队合作、问题解决
机器学习、深度学习、编程、人工智能相关数学、概念化、写作、公开演讲
工具
Pandas、NumPy、Scikit-learn、Matplotlib、Tableau、Airflow、Spark、Git、Bash
Scikit-learn、TensorFlow、Pandas、NumPy、AWS、谷歌云平台、Git
TensorFlow、PyTorch、MatLab、Mathematica、LaTeX、Google Slides、AWS、Google 云平台
这些职业中的每一个都提供了进入人工智能世界的独特途径。他们都拥有巨大的潜力,并在该领域发挥着关键作用。您的决定将取决于您的兴趣、优势和长期职业目标。
在开始人工智能职业生涯时,学位可能是一笔巨大的财富,但这并不是唯一的途径。虽然我们确实认为接受人工智能或相关领域的正规教育是值得的,但越来越多的专业人士正在通过非传统途径进入该领域,这证明只要有奉献精神、持续学习和积极主动的方法,您就可以实现自己的梦想从事人工智能工作。
以下是如何在没有学位的情况下找到人工智能工作的方法:
随时了解人工智能的最新发展。在 Twitter 上关注有影响力的人工智能专业人士,阅读人工智能研究论文,并收听人工智能相关的播客,包括 DataCamp 自己的DataFramed 播客。
一些值得追随的人工智能思想领袖包括 Yoshua Bengio、李飞飞等人。您将深入了解热门话题、新兴技术和人工智能的未来方向。
您还应该查看行业活动,无论是DataCamp 的网络研讨会、数据科学和人工智能会议还是社交活动。
展示您的技能和项目的强大作品集可以让您从其他候选人中脱颖而出。更重要的是,试图解决现实问题的项目会给招聘经理留下深刻的印象。
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