你有没有想过,为什么我们看到一种从没见过的水果,只要有人说 “这是热带水果,和芒果一样需要放熟了吃”,就能大概知道该怎么处理它?但对很多 AI 来说,要是没见过足够多的样本,连区分苹果和梨都可能出错。这时候,零样本学习就像给 AI 开了窍,让它也能学着 “举一反三”,哪怕没见过新东西,也能靠已有的知识猜个八九不离十。
说起来,零样本学习的思路其实特别像我们小时候学东西的过程。比如小时候认识了 “狗”,知道它有四条腿、会汪汪叫、毛茸茸的,后来再看到从没见过的藏獒,虽然它比普通小狗大很多,但凭着 “四条腿、汪汪叫、毛茸茸” 这些共同特点,也能判断出 “这应该也是一种狗”。AI 的零样本学习差不多就是这个逻辑,它不需要大量看到某类事物的具体例子,而是靠学习不同事物之间的 “关联” 来判断新东西。

可能有人会觉得,这不就是让 AI “猜” 吗?其实还真不是瞎猜。背后有个挺关键的东西叫 “语义空间”,简单说就是把事物的特征变成 AI 能理解的 “语言”。比如提到 “猫”,语义空间里就会关联 “有尾巴、会喵喵叫、喜欢抓老鼠” 这些信息;提到 “老虎”,会关联 “体型大、有花纹、吃肉”。当 AI 遇到从没见过的 “猎豹” 时,虽然没见过样本,但通过语义空间里 “有花纹、跑得快、吃肉” 这些和 “老虎” 相似的特征,就能判断出 “猎豹应该和老虎一样属于大型猫科动物”。
这种能力在很多场景里都特别实用,尤其是那些样本不好收集的领域。比如医学影像诊断,有些罕见病的病例特别少,要是靠传统的 AI 学习方法,得收集几百上千个病例才能训练出模型,但零样本学习就不用这么麻烦。它可以先让 AI 学习常见疾病的影像特征,比如肺炎的肺部阴影、骨折的骨骼变形,然后通过语义空间关联 “罕见病 A 的影像特征和肺炎相似,但阴影位置不同”“罕见病 B 和骨折类似,但骨骼变形角度不一样”,这样哪怕只有几个罕见病病例,AI 也能尝试做出诊断。
再比如电商平台的商品分类,现在新款式、新类型的商品每天都在增加,要是靠人工一个个标注样本,效率太低了。零样本学习就能帮上忙,它可以先让 AI 学习已有的商品分类特征,比如 “衣服” 关联 “布料、有袖子、能穿在身上”,“鞋子” 关联 “有鞋底、能穿在脚上、保护脚部”,当遇到新出现的 “智能温控鞋” 时,虽然没见过这种鞋的样本,但 AI 通过语义空间里 “有鞋底、能穿在脚上” 这些和普通鞋子一样的特征,再加上 “智能温控” 这个新特征,就能自动把它归到 “鞋子” 大类下,还能标注出 “带智能温控功能” 的细分属性。
不过零样本学习也不是万能的,它也有自己的小缺点。最常见的问题就是 “泛化能力不够稳定”,有时候 AI 会把两种看似相似但实际不同的东西搞混。比如让 AI 识别 “鲸鱼”,要是语义空间里关联的 “鱼” 的特征太多,AI 可能会因为鲸鱼 “生活在水里、有尾巴” 这些和鱼相似的特征,就把鲸鱼归为 “鱼类”,但实际上鲸鱼是哺乳动物。这时候就需要给语义空间里补充更多精准的信息,比如 “哺乳动物会用肺呼吸、胎生”,让 AI 能更准确地分辨不同事物的差异。
还有一个问题是 “语义空间的构建难度大”,毕竟要把世间万物的特征都准确地转化成 AI 能理解的 “语言”,不是件容易的事。比如同样是 “红色”,不同场景下的含义可能不一样,苹果的红色是 “果实成熟的颜色”,交通灯的红色是 “停止的信号”,要是语义空间里只简单标注 “红色”,AI 遇到 “红色的交通灯” 时,可能会误以为是 “红色的水果”。所以构建语义空间的时候,得考虑到不同场景下特征的不同含义,这需要大量的人工梳理和优化。
但即便有这些挑战,零样本学习带来的便利还是让人眼前一亮。它让 AI 不再像以前那样 “死板”,开始慢慢拥有了一点类似人类的 “联想能力”。比如现在有些语音助手已经开始用到零样本学习,当你说 “帮我找一首和周杰伦《晴天》风格差不多的歌” 时,它不用听过所有和《晴天》风格相似的歌,而是通过语义空间里 “周杰伦的歌、青春校园风、吉他伴奏” 这些特征,就能推荐出符合要求的歌曲。
还有智能客服领域,以前遇到用户问的问题不在预设的知识库范围内,客服 AI 只会说 “抱歉,我不太理解你的问题”,但用了零样本学习之后,AI 可以通过学习已有的客服对话样本,关联不同问题之间的相似性。比如用户问 “怎么修改会员绑定的手机号”,虽然 AI 没见过这个具体问题的样本,但它知道 “修改绑定信息” 和 “修改密码”“更换绑定邮箱” 这些问题的处理流程相似,都是需要先验证身份,再进入个人中心操作,所以就能给出大致的解决步骤,而不是直接拒绝回答。
平时我们用的图片搜索功能也在悄悄用零样本学习。比如你想搜索 “一只戴着帽子的柯基犬”,但图片库⾥可能没有完全一样的图片,这时候零样本学习就能发挥作用。AI 会先把 “柯基犬” 的特征(短腿、大屁股、黄白相间)和 “帽子” 的特征(戴在头上、有帽檐)在语义空间里关联起来,然后在图片库中寻找同时具备这两类特征的图片,哪怕图片里的柯基戴的帽子款式和你描述的不一样,AI 也能找出来。
其实仔细想想,零样本学习的本质就是让 AI 学会 “迁移知识”,就像我们人类把在学校里学到的知识用到实际工作中一样。以前的 AI 更像是 “死记硬背”,把见过的样本都存在脑子里,遇到没见过的就束手无策;而零样本学习让 AI 开始 “活学活用”,把学到的知识灵活地用到新场景中。
现在很多科技公司都在研究怎么提升零样本学习的能力,有的在优化语义空间的构建方法,让特征关联更精准;有的在尝试结合其他 AI 技术,比如大语言模型,让 AI 能更好地理解自然语言描述的特征。不过这些研究大多还在不断试验和改进中,毕竟要让 AI 真正像人类一样灵活地 “举一反三”,还有很长的路要走。
你可能没意识到,其实你已经在不知不觉中享受着零样本学习带来的便利了。比如刷短视频时,平台给你推荐的 “可能喜欢的视频”,有些就是靠零样本学习推荐的,哪怕你没看过同类型的视频,但平台通过分析你看过的视频特征,比如 “喜欢搞笑类、有宠物出镜、时长 1 分钟以内”,就能推荐出符合这些特征的新视频。还有购物 APP 的 “猜你喜欢” 功能,也是类似的道理,通过关联你浏览过的商品特征,推荐你可能感兴趣的新商品。
有时候会忍不住想,要是零样本学习能再成熟一点,未来会是什么样子?或许到时候,AI 能帮我们做更多以前做不到的事,比如帮科学家快速识别新发现的动植物,不用再等专家一个个去采集样本、分析特征;或许能让机器人在陌生环境里更快适应,比如刚到一个新家庭的服务机器人,不用先学习几个月家里的环境,就能通过已有的家居特征,快速知道 “这个方形的东西是桌子,那个柔软的是沙发”。
不过这些都还只是想象,现在的零样本学习还在不断成长中,就像一个刚开始学走路的小孩,有时候会摔跤,有时候会走偏,但每一步都在朝着更好的方向前进。我们能做的,就是期待它能在未来带来更多惊喜,也期待更多人能关注到这种有趣的 AI 技术,一起探索它的更多可能性。毕竟,让 AI 变得更聪明、更懂人类,不就是我们一直努力的方向吗?当有一天,AI 能像朋友一样理解我们的想法,能在我们需要的时候快速提供帮助,那时候再回头看,零样本学习或许就是实现这一切的重要一步。
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