머신 러닝 기술이 지속적으로 개선된다면 미래 알고리즘의 역할은 무엇입니까?


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앞으로 30 년 후에 미래를 보자. 머신 러닝과 관련된 영역이 지난 10 년 동안 본 것만 큼 빠르게 발전한다고 가정 해 봅시다. 그것은 좋을 것이지만, 그런 미래에 전통적인 알고리즘의 역할은 무엇입니까?

여기서는 "전통적인 알고리즘"으로 TCS에서 수행하는 일반적인 프로세스 인 잘 정의 된 계산 문제를 공식화하고 문제 를 해결하기위한 알고리즘을 설계하며 공식적인 성능 보장을 증명 합니다.

이제 앞으로도 기존 알고리즘 설계 및 분석을 사용해야하는 응용 분야는 무엇이며, 머신 러닝의 발전으로 인해 기존 알고리즘이 거의 관련이 없을 가능성은 거의 없습니다.

처음에는 이것이 어리석은 질문처럼 보일 수 있습니다. 물론 정렬, 검색, 색인 생성 등을 미래에도 수행 할 수 있어야합니다! 물론 푸리에 변환을 효율적으로 수행하고, 큰 행렬을 곱하고, 최단 경로를 찾고, 선형 최적화 문제를 해결할 수 있어야합니다!

우리가 전통적으로 우리가 설계하는 알고리즘을 사용하는 응용 프로그램에 깊은 찾고 시작하면 그럼 다시, 그것은 기존의 알고리즘 설계 및 분석은 이러한 문제에 대한 정답인지 전혀 분명하지 않다 : 관련된 응용 프로그램에서 검색 , 일반적으로 우리는 어떤 수학적 의미 (예 : 최소 편집 거리)에서 최적이 아닌 모호한 정의되지 않은 의미 (예 : 의미 론적 유사성)로 인간과 가장 일치하는 것을 찾는 데 관심이 있습니다. 경로 계획 과 관련된 응용 프로그램에서일반적으로 우리는 수학적인 관점에서 최적의 경로 (예 : 가장 짧은 거리 또는 가장 저렴한 가격)가 아닌 예제를 기반으로 좋은 경로 (예 : 다른 사람들이 선호하는 경로)를 찾는 데 관심이 있습니다. 그리고 그림에 모호하고 잘못 정의 된 사람 구성 요소가 있으면 TCS 연구원이 나오게하는 대신 컴퓨터가 예제를 기반으로 좋은 답변을 작성하도록 가르치는 것이 좋습니다. 전통적인 알고리즘 설계 및 분석을 통해 해결할 수있는 공식적인 계산 문제가 있습니다.

따라서 우리가 과거 알고리즘에서했던 일이 또한 진전을 이룰 수있는 올바른 방법 (및 유일한 방법)이 될 것이라는 것이 명백한 응용 분야 (바람직하고 실제 산업 응용 분야)는 무엇입니까? 미래?

머신 러닝 기술에서 서브 루틴으로 사용되는 알고리즘은 확실한 미래 보장 후보로 보이지만, 이는 우리가 사용하는 특정 머신 러닝 기술에 따라 크게 달라지며, 지난 10 년 동안 보았 듯이 이것은 빠르게 변할 수 있습니다 .


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기음기음기음ε

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나는 접근 방식이 독점적이라는 견해에 회의적입니다. 머신 러닝 알고리즘으로 해결되는 문제를 공식적으로 정의하고 성능을 분석하는 우수한 이론적 모델을 구축 할 수 없다고 생각할 이유가 있습니까? 이를 위해서는 데이터 중심 알고리즘에 대한 더 나은 모델이 필요할 수 있습니다 (설명 복잡성이 높은 알고리즘이라고 생각). 극복 할 수없는 장애물입니까?
닐 영

답변:


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이것은 최근에 나를 괴롭히는 질문이므로 질문 해 주셔서 감사합니다.
그러나 (전통적인) 알고리즘의 발전에 미치는 영향보다 머신 러닝이 컴퓨팅 방식을 지배 하는 응용 분야 를 분류하는 데 관심이 적습니다 . 30 년 동안 어떤 종류의 "인간 제작 알고리즘"연구에 계속 관심이 있습니까? 물론 이것은 어떤 품질의 결과가 필요한지를 결정하는 응용 프로그램이므로 일반적으로 대답하기가 더 어려운 질문입니다.

열거 알고리즘 이 생존자 사이에서 숫자가 될 것이라고 생각합니다 . 칩에 대한 모든 입력을 계속 테스트하거나 철저한 검색을 수행해야합니다. 각 객체 인스턴스를 정확히 한 번 (또는 적어도) 한 번 생성하는 데 필요한 미세 조정 된 디자인의 객체 별주의; 그리고 낭비되는 노력의 런타임 증폭 (객체에 대한 설명의 함수로서 기하 급수적 인 인스턴스가있을 수 있음)-이러한 요소는 범용 자동화 학습 프로세스가 영리한 것과 일치 할 수 있다는 것에 회의적입니다. 이 분야의 특수 설계된 솔루션.


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머신 러닝 솔루션의 문제점은 그들이 원하는 것을 실제로 계산했는지 알 방법이 없다는 것입니다.

잘못된 결과가 치명적이지 않거나 (예 : 현재 휴리스틱을 사용하는 모든 곳에서) 결과가 쉽게 확인 될 수있는 (모든 부분에서 문제를 해결할 것으로 예상됩니다. 해결책이 없습니다 ").

나머지 도메인의 경우 알고리즘이 공식적으로 (예 : Coq / Gallina 사용) 점점 더 자주 입증 될 것으로 기대합니다. 머신 러닝은 종이처럼 쉽게 (또는 더 쉽게) 그러한 시스템에서 일을 증명할 수 있기를 바랍니다. 심지어 인간이 사양을 작성하는 지점까지 도달 할 수 있으며 알고리즘과 정확성 증명은 기계 학습을 사용하여 찾을 수 있습니다. (알고리즘 자체는 기계 학습을 사용하지 않지만 기계 학습을 사용하여 알고리즘 및 정확성 증명을 찾았습니다)

따라서 우리는 증거 보조자, 프로그램 사양 및 기계 학습 알고리즘 만 작성하는 것을 발견 할 수 있습니다.

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