人工智能中的多模态是什么?
多模态(Multimodal)是一个【跨学科概念】,核心是指【利用或整合多种不同类型的信息(模态)】来实现更全面、更准确的理解、交互或生成。 简单来说,【它打破了单一信息渠道的限制】,就像人类感知世界一样,同时用眼睛看、耳朵听、手触摸、鼻子闻等多种感官来理解周围环境。
核心要素
1. 模态:指信息的类型或表现形式。
常见模态包括:
文本:书面语言、对话。
图像:照片、图画、图表。
音频:语音、音乐、环境声音。
视频:动态图像序列(通常包含音频)。
传感器数据:雷达、激光雷达、温度、运动传感器等。
3D 数据:点云、网格模型。
生理信号:脑电图、心电图等(在某些特定领域)。
2. 融合:多模态的关键在于【如何有效地结合来自不同模态的信息】。这不是简单的拼接,而是需要模型理解不同模态信息之间的关联、互补甚至冲突。
融合方式可以是:
【早期融合】在输入阶段就将不同模态的原始数据或低级特征合并。
【晚期融合】先分别处理每个模态,得到各自的高级表示或决策,再合并这些结果。
【中间融合】在模型处理的中间层进行信息交互和融合。
为什么多模态重要?
1. 更接近人类智能:人类天生就是多模态学习者。我们通过多种感官协同来理解世界。多模态 AI 旨在模拟这种能力。
2. 信息互补:单一模态的信息通常是有限的、不完整的或有歧义的。不同模态的信息可以相互补充、印证和消歧。
例如:看一张模糊的图片(视觉)可能难以判断内容,但配上文字描述(文本)就清晰了;听一段有口音的语音(音频)可能听不清,但看到说话人的口型(视觉)就能辅助理解。
3. 整体性:当某一模态的数据质量差(如噪音大、模糊)或缺失时,其他模态可以提供支持,提高系统的整体性。
4. 更丰富的理解和生成:
理解:能更深入地理解包含多种信息的复杂场景(如理解一个包含图片、文字、视频的社交媒体帖子)。 生成:能创造出融合多种模态的内容(如根据文字描述生成图像和配乐的视频)。
5. 更自然的交互:使人机交互更接近人与人之间的自然交流(如能同时理解语音指令、手势和表情的智能助手)。
多模态人工智能 这是当前人工智能领域最热门和前沿的方向之一。多模态 AI 模型旨在处理和融合来自多种输入模态的信息,并能够产生多种输出模态的结果。
代表模型:OpenAI 的 CLIP (连接文本和图像), DALL-E (文本生成图像), GPT-4V (能看图的多模态大语言模型);Google 的 Gemini (原生多模态大模型); 北京智源的 Visual ChatGPT 等。
【核心技术】深度学习(特别是 Transformer 架构)、表示学习、跨模态对齐、信息融合技术。 应用场景(非常广泛)
【图像描述生成】输入图像,生成描述其内容的文字。
【视觉问答】输入图像和一个关于该图像的问题,模型输出答案。
【文本生成图像/视频】根据文字描述生成对应的图像或视频。
【多媒体内容理解】分析包含文本、图像、视频、音频的复杂内容(如社交媒体、新闻)。
【自动驾驶】融合摄像头(图像/视频)、激光雷达(3D点云)、雷达、GPS、地图(文本/空间)等多种传感器数据进行环境感知和决策。
【医疗诊断】结合医学影像(X光、CT、MRI - 图像)、电子病历(文本)、病理报告(文本)、基因数据(结构化数据)等进行综合诊断。
【智能助手/机器人】同时理解用户的语音指令、表情、手势,并做出自然的多模态回应(语音+动作)。
【人机交互】更自然、更丰富的交互体验。
【内容检索】用文字搜图片/视频,或用图片搜相关文字/视频。
【教育】提供包含文字、图片、视频、音频、交互式练习的多模态学习材料。