專(zhuān)訪(fǎng)Keras之父:從何開(kāi)始對(duì)深度學(xué)習(xí)感興趣、Keras的創(chuàng)建背后的動(dòng)機(jī)

本文是對(duì)Keras的創(chuàng)造者、谷歌AI研究員Francois Chollet的專(zhuān)訪(fǎng)，內(nèi)容包括Fran?ois從何開(kāi)始對(duì)深度學(xué)習(xí)感興趣、Keras的創(chuàng)建背后的動(dòng)機(jī)，F(xiàn)ran?ois對(duì)TensorFlow等其他框架的看法、給初學(xué)者的建議等。

本文作者Sanyam Bhutani專(zhuān)訪(fǎng)了一系列他心目中的“AI英雄”，包括GAN的創(chuàng)造者Ian Goodfellow、最年輕的Kaggle Grandmasters等等。

這次，他的采訪(fǎng)對(duì)象是機(jī)器學(xué)習(xí)社區(qū)最偉大的貢獻(xiàn)者之一、Keras的創(chuàng)造者，也是最好的深度學(xué)習(xí)書(shū)籍的作者之一：Francois Chollet。

Francois Chollet目前是Google AI的研究員，也是Keras開(kāi)發(fā)的核心人物。

Francois Chollet

Sanyam Bhutani：你好，F(xiàn)ran?ois，非常感謝你抽出時(shí)間參加這次采訪(fǎng)。能和你談話(huà)真是我的榮幸。

Francois Chollet：謝謝你邀請(qǐng)我，我很樂(lè)意回答你的問(wèn)題。

問(wèn)：你現(xiàn)在在 Google AI Research工作，并且你創(chuàng)建了最受歡迎的深度學(xué)習(xí)庫(kù)之一。你能告訴我們你是怎么開(kāi)始的嗎？是什么讓你對(duì)深度學(xué)習(xí)開(kāi)始感興趣？

Francois Chollet：我研究人工智能已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間了，但在我還是學(xué)生時(shí)，我對(duì)學(xué)習(xí)視覺(jué)感知的層疊、模塊化、層次化表示的這些具體問(wèn)題很感興趣。當(dāng)時(shí)，Jeff Hawkins寫(xiě)了一本相當(dāng)發(fā)人深省的書(shū)(書(shū)名是：On Intelligence)，內(nèi)容包括大腦中的分層信息處理，MIT的一些人一直在研究受人類(lèi)視覺(jué)皮層啟發(fā)的視覺(jué)感知層級(jí)模型，就是HMAX模型家族。

這些觀點(diǎn)給我的印象非常深刻，并且我認(rèn)為是正確的，所以我開(kāi)始研究自己的算法。那時(shí)我沒(méi)有使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，我開(kāi)始使用基于矩陣分解的堆疊特征學(xué)習(xí)器。我想要學(xué)習(xí)的不僅僅是視覺(jué)特征的層次結(jié)構(gòu)，而是視覺(jué)-時(shí)間特征的層次結(jié)構(gòu)，我想找到視覺(jué)特征與時(shí)間的相關(guān)性，而不僅僅是與空間的相關(guān)性。2012年年中，當(dāng)我在東京大學(xué)做研究時(shí)，我獲得了一些初步的成功——我將我的設(shè)置應(yīng)用到無(wú)監(jiān)督的few-shot手勢(shì)識(shí)別中，并取得了一些非常好的結(jié)果。幾個(gè)月后，Hinton的實(shí)驗(yàn)室贏得了ImageNet競(jìng)賽冠軍(我在東京大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室也參加了這個(gè)競(jìng)賽)，他們?cè)?a href="http://wenjunhu.com/tags/gpu/" target="_blank">GPU上訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(deep convnet)，因此我對(duì)這種方法很感興趣。

這是人們現(xiàn)在已經(jīng)忽略的東西，但是用反向傳播訓(xùn)練的端到端可微模型只是學(xué)習(xí)感知的模塊化層次表示問(wèn)題的一種解決方案，還有其他途徑尚未得到探索。這個(gè)問(wèn)題本身只是AI領(lǐng)域的眾多問(wèn)題之一。

問(wèn)：你能分享一下創(chuàng)建Keras的最初動(dòng)機(jī)嗎？你有沒(méi)有想到它會(huì)變得如此受歡迎？

Fran?ois Chollet：沒(méi)有，我絕對(duì)沒(méi)想到它會(huì)變得如此之大。我最初是希望它能在當(dāng)時(shí)使用深度學(xué)習(xí)的一小群人中引起一些轟動(dòng)，那是在2015年3月（做深度學(xué)習(xí)的可能有幾千人），但當(dāng)時(shí)沒(méi)有人知道深度學(xué)習(xí)能在接下來(lái)的幾年里變得如此熱門(mén)。

我開(kāi)始創(chuàng)建Keras是為了我自己。我當(dāng)時(shí)在業(yè)余進(jìn)行自然語(yǔ)言處理的研究，希望找到一個(gè)好的工具來(lái)使用RNNs。LSTM算法在當(dāng)時(shí)基本上還不為人所知，但隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域日益突出，一些人開(kāi)始研究LSTM在自然語(yǔ)言處理中的應(yīng)用。據(jù)我所知，當(dāng)時(shí)LSTM還沒(méi)有可重用的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)，所以我用Theano做了一個(gè)。后來(lái)我做了更多的層。它就變成了一個(gè)框架。我把它命名為Keras，并且開(kāi)源了它，一切是從那里發(fā)展起來(lái)的。

使它與眾不同的原因是：與其他框架相比，它非常易于得到，也易于使用；它支持RNNs和convnets（我想它是第一個(gè)支持convnets的框架），并且它允許你通過(guò)Python代碼而不是通過(guò)配置文件來(lái)定義模型（在這之前，通過(guò)配置文件來(lái)定義模型是最流行的方法，特別是對(duì)于Caffe和PyLearn2）。

問(wèn)：你對(duì)Keras成為TensorFlow 2.0的默認(rèn)API有何看法？你為什么覺(jué)得這是有必要的？

Francois Chollet：TensorFlow是一個(gè)非常強(qiáng)大的框架，但是它長(zhǎng)期以來(lái)一直受到可用性問(wèn)題的困擾，特別是它是一個(gè)龐大的、有時(shí)令人困惑的API。TensorFlow 2在很大程度上解決了這些問(wèn)題。TensorFlow 2改進(jìn)的核心是兩件事：eager execution和Keras API。 Eager execution為T(mén)ensorFlow帶來(lái)了一種命令式的編碼風(fēng)格，使其更直觀、更易于調(diào)試。Keras API將使用模式整合到一個(gè)連貫的、真正高效且令人愉快的workflows中，適合于從研究到應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)到部署的各種用戶(hù)配置文件。我對(duì)即將發(fā)布的內(nèi)容感到非常興奮。你應(yīng)該很快就會(huì)看到了！

問(wèn)：除了TF和Keras之外，你認(rèn)為還有哪些框架看起來(lái)很有前景？

Francois Chollet：我認(rèn)為MXNet和它的高級(jí)APIGluon很有前景，它們都受到Keras和Chainer的啟發(fā)。MXNet利用了許多與TensorFlow 2一致的想法—— eager execution和symbolic execution的混合。與TensorFlow一樣，它是為數(shù)不多的具有實(shí)際生產(chǎn)級(jí)和可擴(kuò)展性的框架。MXNet背后有很多工程力量——亞馬遜有一個(gè)龐大的團(tuán)隊(duì)在做這件事。這是一個(gè)嚴(yán)肅的項(xiàng)目，有一些非常好的想法和可靠的執(zhí)行力。

問(wèn)：對(duì)于那些懷著有朝一日在谷歌工作的夢(mèng)想而對(duì)深度學(xué)習(xí)感興趣的讀者和初學(xué)者，你有什么建議?

Fran?ois Chollet：我認(rèn)為你不應(yīng)該把你的夢(mèng)想和外在的身份標(biāo)志聯(lián)系在一起，比如為一家知名公司工作，或者賺一筆錢(qián)，或者獲得某個(gè)特別的title。要弄清楚你生命的價(jià)值是什么，然后堅(jiān)持你的價(jià)值觀。永遠(yuǎn)不必為某一個(gè)決定后悔。

問(wèn)：你能告訴我們你生命里的一天是什么樣的嗎?

Francois Chollet：不是很吸引人，主要是review代碼，與人交談，寫(xiě)設(shè)計(jì)文檔，等等。我仍然編寫(xiě)大量的代碼。

問(wèn)：人們普遍認(rèn)為，要在深度學(xué)習(xí)中取得重大成果，需要有大量資源。你認(rèn)為一個(gè)人如果沒(méi)有谷歌研究員可能擁有的資源，能夠?qū)@個(gè)領(lǐng)域做出重大貢獻(xiàn)嗎?

Francois Chollet：當(dāng)然，有一些類(lèi)型的問(wèn)題需要行業(yè)規(guī)模的訓(xùn)練資源。但是，有很多問(wèn)題只需要有一個(gè)GPU，就能取得重大進(jìn)展。目前阻礙AI研究的主要原因不是缺乏硬件，而是缺乏多樣化的思維。如果你的資源有限，那么不要把時(shí)間花在擔(dān)心GPU上，而是擔(dān)心你是否在處理正確的問(wèn)題，是否在提出正確的問(wèn)題。

問(wèn)：你一直是“AI倫理”的倡導(dǎo)者。你能分享一些在構(gòu)建“AI產(chǎn)品”時(shí)必須注意的方面嗎?

Francois Chollet：其他人對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的倫理問(wèn)題的討論比我好得多。比如Kate Crawford，還有Meredith Whittaker。我想對(duì)此感興趣的人都應(yīng)該看看他們的作品。

問(wèn)：你覺(jué)得機(jī)器學(xué)習(xí)被過(guò)度炒作了嗎?

Fran?ois Chollet：在某種程度上，的確是。我認(rèn)為機(jī)器學(xué)習(xí)在某種程度上既被高估了，也被低估了。一方面，人們往往過(guò)度高估了當(dāng)前機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的智能和泛化能力，將機(jī)器學(xué)習(xí)視為一根魔杖，遇到任意問(wèn)題只要揮揮魔杖，問(wèn)題就能消失。當(dāng)然，這在很大程度上是錯(cuò)誤的，我們的算法中很少有真正的智能，它們的應(yīng)用范圍非常狹窄。

但與此同時(shí)，大多數(shù)人仍然低估了今天的相對(duì)粗糙的系統(tǒng)所能取得的成就，如果我們系統(tǒng)地將它們應(yīng)用于它們可能解決的每一個(gè)問(wèn)題的話(huà)。在某種程度上，機(jī)器學(xué)習(xí)是我們這個(gè)時(shí)代的蒸汽動(dòng)力：這是一種非常基本的機(jī)制，但如果大規(guī)模使用，它仍有可能深刻地改變世界。

問(wèn)：你認(rèn)為博士或碩士學(xué)位的專(zhuān)業(yè)水平是必要的嗎，還是一個(gè)人可以在不成為“專(zhuān)家”的情況下對(duì)深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)?

Francois Chollet：當(dāng)今在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域很多重要貢獻(xiàn)的人都沒(méi)有博士學(xué)位。要想對(duì)一個(gè)領(lǐng)域做出有意義的貢獻(xiàn)，無(wú)論是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)還是新研究，你必須要有一定水平的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。但很明顯，你不需要通過(guò)博士課程就能獲得專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而擁有博士學(xué)位并不能保證你在任何領(lǐng)域都能做出有意義的貢獻(xiàn)——理論上應(yīng)該是這樣，但就我所知，現(xiàn)實(shí)與這個(gè)理論不太相符。

事實(shí)上，除非你的目標(biāo)是成為一名學(xué)者，否則我認(rèn)為獲得博士學(xué)位并不是獲得專(zhuān)業(yè)知識(shí)的最佳途徑。最好的道路是能讓你快速、開(kāi)放地成長(zhǎng)的道路。在團(tuán)隊(duì)合作和專(zhuān)家密切指導(dǎo)下開(kāi)展各種項(xiàng)目，你能最快地學(xué)到知識(shí)。在實(shí)踐中，典型的博士項(xiàng)目不是那樣的。

問(wèn)：在我們結(jié)束之前，對(duì)于那些對(duì)如何開(kāi)啟深度學(xué)習(xí)感到不知所措的初學(xué)者，你有什么建議嗎?

Fran?ois Chollet：10年后，你能買(mǎi)到一本教科書(shū)，上面會(huì)可以很好地總結(jié)2010年到2020年期間AI的進(jìn)展。今天發(fā)布的大量?jī)?nèi)容可能看起來(lái)很重要，但其中大部分都是噪音。要專(zhuān)注于大問(wèn)題。

Sanyam Bhutani：非常感謝你接受這個(gè)采訪(fǎng)。