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      人工智(zhì)能技术应用于趋势预测算法

      2021/06/30投稿737

      随着社会发展和科技(jì)进步,人工智能技术对人类的影响与日俱增,其应用领域日(rì)益扩大(dà)。正如国际知名学(xué)者周海中先生曾经所言,随着科(kē)技进步(bù),人工智能时代即将到来(lái);届时,人工智(zhì)能技术将广泛应(yīng)用到各学科领域,会产生意想不到的效果。人工智能技(jì)术(shù)目前在预测学领域,尤其(qí)是趋势预测算法方面发挥着越来越重要的作用。


      预测未来,是(shì)人们(men)梦寐以求的(de)一项(xiàng)能力。趋势是事物明确的、可预见的发展(zhǎn)方向,而(ér)趋势预测是(shì)分析未来某段时间内的某种趋势将会产生(shēng)什么样的方(fāng)向性变化。人工智(zhì)能技术在(zài)预测学(xué)领(lǐng)域(yù),其算(suàn)法是核心,数据、算力(lì)是基础;这一技术得(dé)以(yǐ)实用化主要得益于数据的(de)累积与算力,其(qí)中趋势预测算法在很多方(fāng)面起到至(zhì)关重(chóng)要的作用。


      人工智能技术应用于趋势预测算法(fǎ)


      在经济方(fāng)面


      投资股市(shì)的目的是盈利,因此(cǐ)在决定购买哪只股票之前(qián)我们会查阅与该(gāi)公司相关的信(xìn)息,搜索最近甚至之前与该(gāi)公司(sī)有(yǒu)关的新闻,逛逛炒股方(fāng)面的贴吧,看看(kàn)微博上面与该公司有关的消(xiāo)息(xī)。如果这个(gè)公(gōng)司的(de)前景明朗(正面报道很(hěn)多),那么投资该股票的回报率也许会高一些。另(lìng)外投资股市,还需要(yào)会看各种数据,如(rú)K线(xiàn)等。有时我们看到某只股(gǔ)票持续走低,并且有上涨的势(shì)头了,也许此(cǐ)时(shí)是最佳的购(gòu)入时机,因(yīn)为该股票有很大可能会触底反弹了。人工智能(néng)技术(shù)中的线性回归算法在股票预测方(fāng)面的作用很大。

      此(cǐ)外,人工智能技(jì)术(shù)对股价的趋势预测,是一个深度学习的练(liàn)习项(xiàng)目(mù)。其(qí)通过机器学习算法,根据过去几年与某(mǒu)只股(gǔ)票相(xiàng)关的K线走势(shì)、公司相关报道的情(qíng)感分析(xī)作(zuò)为数据集(jí),通过训(xùn)练来得到可以预测股价的机器学习模型(xíng),并用(yòng)该(gāi)模型(xíng)对股价进(jìn)行趋势预测。这时(shí)趋势预测算(suàn)法(如ARIMA模(mó)型、LSTM神经网络模型、Prophet模型等)就有可(kě)能大显(xiǎn)身手。虽然(rán)不(bú)同的模型会有各自的优势和(hé)劣势,但(dàn)它们对于(yú)股(gǔ)价(jià)的趋(qū)势预测有一定的参考价值。

      2021年6月25日(rì),欧(ōu)洲(zhōu)杯小组赛全部结束,接下来的就是淘汰赛。针对接下来的(de)比(bǐ)赛,许多彩(cǎi)民高手通过分析大(dà)量的数据来建立模型,从而做(zuò)出科学的预测。他们利用人工智能技术,建立(lì)比赛的趋势(shì)预测算法(fǎ),将赛(sài)事(shì)随机(jī)性的东西筛出去,以求找到有(yǒu)价(jià)值投注的比赛。人工智(zhì)能技术具(jù)备(bèi)人力所不能及(jí)的优势(shì),研(yán)究数万场比赛的数据,建模后推演的赛果是非常接近事实真相的。


      在医疗方面


      最近,美国谷歌公司已开发出一种新的趋(qū)势(shì)预测(cè)算法,可预(yù)测(cè)人(rén)的死亡时间,且(qiě)准确率高达95%。这项技术对(duì)医(yī)院患者面(miàn)临的一系(xì)列(liè)临床问题进行了(le)测试。在研究中,谷(gǔ)歌(gē)公司对来自两个医疗中心至少21.6万名(míng)成人(rén)患者(zhě),应用(yòng)了人工(gōng)智能技术,测试时间至(zhì)少为24个小时。研究人员(yuán)从(cóng)电子健康记(jì)录中获取了大量数据。这项研究发(fā)现(xiàn),该算法(fǎ)可以准(zhǔn)确地预测(cè)病人的死亡风险、再入院,延长住院时(shí)间和(hé)出院诊断。在所有(yǒu)情况下,该算法都被证明比(bǐ)以前公布的算(suàn)法(fǎ)更精确(què)。

      人(rén)的言(yán)语模式可能揭示一个人患精(jīng)神相关疾病(bìng)的风(fēng)险。近年来,研究(jiū)人员已经将目(mù)标转向计算(suàn)机算法,帮助心理健康专家(jiā)分析高危人群(qún)的语言,以从他们的讲话中发(fā)现线(xiàn)索。美(měi)国西奈(nài)山(shān)医(yī)学院、纽约州(zhōu)立精神(shén)病学研究所、加(jiā)州大学洛杉矶分校和其(qí)他机构的研究人员使用了(le)一种趋势预测算法(fǎ)来研究93位有(yǒu)风险的(de)人群的言语模式。研究人员表示,该(gāi)算法可以识别(bié)出哪些病人患上了精神病,准确率(lǜ)达到(dào)83%。

      谷(gǔ)歌公司的(de)研(yán)究人员最近还发现了一(yī)种新的方(fāng)法(fǎ):扫描(miáo)眼睛并通过趋势预测算法来评估一个人患心脏(zāng)病的风险。对病人眼睛后部扫描的(de)分析,该公司的(de)软件(jiàn)能够准(zhǔn)确地推断多项(xiàng)数据,包括个人的年龄、血(xuè)压以及他们(men)是否吸烟。然后(hòu),这可以用来预测他们(men)患上重大心脏病症的风险:比如心脏病(bìng)发作。该算法(fǎ)可以使医生更快更容易(yì)地分析病人的心血管风险,而不再需要血(xuè)液测试。


      在农业方面


      许多国家的农业报告预测,到2027年,精准(zhǔn)农业市场将达到(dào)129亿美元,因(yīn)此越来越(yuè)需要开发能够实时指导(dǎo)管(guǎn)理(lǐ)决策(cè)的复(fù)杂数据分析(xī)解(jiě)决方案。美国伊利诺伊大学的研究人员最近提(tí)供了一(yī)种有(yǒu)前途的趋势预测(cè)算法,可以更有效、更准确地处理精密农业(yè)数据。例如,对于玉米种植来说,决(jué)定何时施(shī)用氮素肥是一(yī)个长期的挑战。由(yóu)于(yú)多种(zhǒng)氮素肥施用量和施用时(shí)间,包括种植时施用的所有氮素(sù)肥和几个发育阶(jiē)段的分批施用,氮素肥对田间玉(yù)米的有(yǒu)害胁(xié)迫程度(dù)不同。

      他们通过一种称为卷积(jī)神经网(wǎng)络的机器学(xué)习对玉(yù)米种(zhǒng)植进行了分(fèn)析。机器学习是人工智(zhì)能(néng)技术(shù)的核心,某些类型的机(jī)器学习(xí)从(cóng)模式开(kāi)始,然后要求计算(suàn)机将所有数据放入这(zhè)些(xiē)现有模式中。卷积神经网络可(kě)以对现(xiàn)有模(mó)式视而不(bú)见,取而代之的是(shì),获取(qǔ)少(shǎo)量数据(jù)并(bìng)学习(xí)组织(zhī)数据的模(mó)式,类似于人类通过大脑中的神经网络(luò)组织新信(xìn)息的(de)方式。

      研究人员(yuán)主要使用机器学习的方(fāng)法来生成玉米产量预(yù)测。该方法结(jié)合了(le)来自不同(tóng)地形(xíng)变量(liàng),土壤电导率以及玉米田中(zhōng)应用的氮素肥和种子处理的信息。他们借助一种更好的(de)肥料使用模型,实现可以最终(zhōng)帮助农民降(jiàng)低成本,增加玉米产量,并同时减少可(kě)持续农业景(jǐng)观的环境足迹。

      以上仅(jǐn)从(cóng)三个方面(miàn)介绍了(le)趋(qū)势预测算法的作用。我们(men)可以拿实际数据与预测的结(jié)果进行对比分析,计算预(yù)测的准确(què)率,分析差异的(de)原因,提出改进的方(fāng)案,想方设法提高(gāo)下一次预测的准确(què)率(lǜ)。虽(suī)然现实情况千变(biàn)万化,但是(shì)基本原理和解决问题(tí)的(de)思路是相通的。


      文/李立群(作者单位:新加坡南洋理工大学工学(xué)院(yuàn))


      关键词: 人工智能算法




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