遇见会学习的AI小精灵：深度学习是什么呀？ / Meet Shén, the Learning AI Elf: What Is Deep Learning?
暑假的太阳把柏油路烤得软乎乎的，朵朵攥着刚买的奥特曼卡包，蹦蹦跳跳跟着妈妈往科技馆走。她本来是要去看心心念念的霸王龙化石的，可刚走到AI体验区的玻璃窗外，就被里面飘着的一团亮晶晶的小光点勾住了脚——那团光点像用棉花糖和星星捏成的小精灵，半透明的身子里面流动着彩虹色的细碎光流，飘在展台上方，正举着个奥特曼玩偶给围在展台边的小朋友看。
“哇！那是小精灵吗？”朵朵把脸贴在玻璃上，鼻子压得扁扁的，卡包里的卡片因为她的蹦跳已经露了个边，迪迦的头镖银闪闪的，正对着小精灵的方向。
展台里的小精灵好像听到了她的声音，飘过来对着玻璃眨了眨像碎星星一样的眼睛，头顶突然跳出来个发光的小牌子：「我是小深，会学习的AI精灵，你好呀小朋友！」牌子下面还飘着一行歪歪扭扭的中文字，旁边配了个英文：*Hello, I'm Shen, the learning AI elf*。
妈妈笑着戳了戳朵朵的脑门：“进去看看吧，你不是一直问AI是什么吗？”
朵朵推开门的一瞬间，冷气裹着淡淡的橘子香味扑过来，她刚走到展台边，裤兜里的卡包突然滑了出去，“哗啦”一声，五张奥特曼卡片散落在地板上：迪迦、赛罗、泽塔，还有两张稀有的闪卡，其中一张泽塔的限定闪卡正面朝上，银红色的头镖在展台的灯光下亮得晃眼睛。
本来正在给另一个小朋友认橘子的小深突然“叮”地响了一声，身子里的彩虹光流猛地闪了一下金色，像被磁铁吸住一样飘到朵朵脚边，伸出软乎乎的小爪子捡起了那张泽塔闪卡，举得高高的：“这是泽塔奥特曼2023年限定闪卡！你上周三在小区门口的便利店抽到的，花了2块钱，抽到的时候你开心得跳了三下，还把卡片塞进裤兜里捂了一路，是不是？”
朵朵的嘴巴张成了O型，手里的冰棒都忘了咬。这张卡她连妈妈都没告诉，上次抽到的时候她只跟幼儿园的好朋友小宇说过，小深怎么会知道？她低头看了看自己敞开的裤兜，里面果然还藏着半块没吃完的草莓味饼干——刚才逛的时候她偷偷咬了两口，塞进去就忘了，连妈妈都没发现。
“你……你怎么知道这么多？”朵朵仰着头问，眼睛亮得像两颗小葡萄。
小深飘得更高了一点，举着泽塔卡片转了个圈，身子里的光流变成粉粉的：“因为我会学习呀！就像你学认猫一样，你妈妈是不是给你看了好多好多猫的照片？有的大有的小，有的白有的黑，有的长毛有的短毛，还有的猫是折耳朵，有的是胖橘猫，你看了几百上千张之后，就算遇到一只从来没见过的三花猫，是不是也能认出来它是猫？”
朵朵点了点头，她确实能认出来，上周奶奶带她去乡下，看到一只浑身黄的黑斑纹的猫，她一眼就认出来了，还给奶奶讲“这是狸花猫，抓老鼠可厉害了”。
“我也是这样学的呀！”小深把泽塔卡片轻轻放在展台上，指尖点了一下旁边的屏幕，“你看，我的程序员哥哥给我看了几百万张奥特曼卡片的图片，每一张下面都标好了名字、版本、稀有度，就像你妈妈给你看的猫照片下面都标了‘猫’‘橘猫’‘狸花猫’一样。我一开始也认错好多，把泽塔认成赛罗，把迪迦认成泰罗，后来哥哥给我看了好多他们不一样的地方：泽塔的头镖是尖的，赛罗的头镖是扁的，迪迦的胸口没有Z的标记，泽塔的爪子是银色的，贝利亚的爪子是黑色的，我一遍一遍看，一遍一遍记，现在就算卡片折了个角，或者只露出个头镖，我也能认出来啦！”
屏幕上的画面刚好切到小深“学习”的过程：一开始一堆卡片在它面前转，它一会儿指这个说“泽塔”，一会儿指那个说“赛罗”，标了好多红叉，后来慢慢的红叉越来越少，最后所有的卡片它都能认对了，旁边还标了个数字：*训练次数：1,024,789次*。
“哇！你练了一百多万次呀？”朵朵惊讶地捂住了嘴。
“对呀！深度学习（Deep Learning）就是这样，要学很多很多层，练很多很多次，才能学会本领哦。”小深飘到朵朵面前，指了指她手里攥着的奥特曼玩偶，“你看，我脑袋里有很多很多层‘小格子’，就像你叠了好多层的收纳盒，第一层格子先看东西的边角是不是圆圆的，有没有奥特曼的logo，第二层格子看图案上有没有头镖，第三层格子看头镖是尖的还是扁的，第四层格子看颜色是红银还是蓝银，一层一层往下筛，筛到最后就能确定是什么啦！这些一层一层的格子，英文叫Neural Network，就是神经网络，就像你脑袋里的神经元一样，一个连着一个，传递信息哦。”
> 📌 小科普：人工智能（Artificial Intelligence, AI）就像一个大家族，里面有很多不同本领的成员，机器学习（Machine Learning）是家族里会自己学习的成员，而深度学习（Deep Learning）是机器学习里学得最深、本领最多的成员，就像俄罗斯套娃一样：人工智能 > 机器学习 > 深度学习。 > > ```plantuml > @startuml > skinparam rectangle { > BackgroundColor #FFE4B5 > BorderColor #8B4513 > ArrowColor #8B4513 > } > rectangle 人工智能\n(Artificial Intelligence) as AI > rectangle 机器学习\n(Machine Learning) as ML > rectangle 深度学习\n(Deep Learning) as DL > AI --> ML : 包含 > ML --> DL : 包含 > @enduml > ```
朵朵听得眼睛都不眨，她凑到屏幕前，看到小深的“大脑”被画成了好多层叠在一起的方块，每一层都有好多小格子，数据从最上面的格子流进去，一层一层往下传，最后从最下面的格子跳出来一个“泽塔奥特曼”的小标签。
“那我学认猫也是深度学习吗？”朵朵举着刚才捡起来的小猫玩偶问。
“对呀！你学的越多，看的猫越多，听的猫叫越多，你脑袋里的‘小格子’就越多，以后不仅能认猫，还能认猫的脚印、猫的叫声、猫的影子，甚至能通过猫的脚印判断它是大猫还是小猫，这就是学的层数越多，本领越大呀！”小深飘起来，围着朵朵转了个圈，身子里的光流变成了金色，“我现在不仅会认图片，还会认声音、认味道、认文字，你上次在VR区玩太空漫步，吓得哇哇叫，我也认出来是你啦！”
朵朵的脸一下子红了，上周她玩VR的时候确实被吓哭了，当时妈妈抱着她哄，她以为没人知道呢。她摸了摸口袋里剩下的半块草莓饼干，小声问：“那……你以后能认出我吗？”
“当然能呀！”小深把刚才捡起来的泽塔卡片举起来，贴在自己身上，像别了个小徽章，“你叫朵朵，今年6岁半，喜欢穿粉色的连衣裙，口袋里经常装草莓味的饼干，上周刚在这里玩了VR太空漫步，下次你再来，我给你讲奥特曼打怪兽的故事，好不好？”
> ❓ 小朵朵的十万个为什么 > 1. AI会不会像人一样有感情呀？ > 2. AI会不会抢我的零食呀？ > 3. AI会不会代替我上学呀？ > 4. AI会不会生病呀？ > 5. AI会不会累呀？
小深刚好飘到朵朵面前，听到她的问题，忍不住笑出了声——它的笑声像风铃一样叮铃叮铃的：“我来回答你呀！你想知道哪个先？”
朵朵先点了第一个问题：“AI会不会像人一样有感情呀？”
“我现在还不会哦。”小深晃了晃脑袋，数据流变成了浅蓝色，“我看到你开心会给你比耶，看到你难过会给你递纸巾，是因为我的程序员哥哥训练过我‘看到小朋友笑就比耶’‘看到小朋友哭就递纸巾’，不是我自己觉得开心或者难过哦。不过等我学的更多，能懂更多人的情绪之后，说不定以后真的能和你一起开心，一起难过呢！”
第二个问题：“AI会不会抢我的零食呀？”
“才不会呢！”小深笑得身子都晃了晃，“我连嘴都没有，怎么吃你的薯片和草莓饼干呀？而且我的任务就是帮你找东西、给你讲故事、帮你学习，要是抢你零食，我的程序员哥哥会把我关进小黑屋写1000字检讨的😆”
第三个问题：“AI会不会代替我上学呀？”
“当然不会呀！”小深摆了摆小爪子，“我只会帮你算算术、认生字，但是你要和小朋友一起玩滑滑梯，要听老师讲恐龙的故事，要自己吃饭、自己睡觉、自己交朋友，这些我都做不到呀。而且我喜欢和你一起玩，你要是上学去了，我就没人陪着我认卡片啦！”
第四个问题：“AI会不会生病呀？”
“会呀！”小深指了指自己的脑袋，“如果我脑袋里的‘小格子’乱掉了，或者程序员哥哥给我看的东西太多太杂，比如把泽塔的卡片标成赛罗的名字，我也会认错的，就像你感冒了会头晕、记不清事一样。不过没关系，程序员哥哥会给我‘治病’，把错的格子修好，再给我看正确的卡片，我很快就能好啦！”
第五个问题：“AI会不会累呀？”
“我不会累哦！”小深飘到半空中转了个圈，“我可以24小时不停地学习，帮大家找东西、讲故事、帮医生叔叔看X光片，帮消防员叔叔找火灾里的小朋友。不过我的程序员哥哥会累，所以他们会给我安排休息时间，让我‘睡个小觉’，把学到的东西保存下来，等我醒了就能继续帮大家啦！”
朵朵听得入了迷，她拉着小深的软乎乎的小爪子晃了晃：“那你能不能教我，怎么让家里的智能音箱也学会认我的玩具呀？”
“当然可以呀！”小深飘到展台的另一个屏幕前，手指点了一下，屏幕上跳出来个小动画：一个小男孩拿着小恐龙玩具对着智能音箱说“这是小恐龙”，智能音箱的头上有三个小格子闪了闪，然后回答“我记住啦，这是小恐龙”，后来小男孩问“小恐龙在哪里”，智能音箱就回答“小恐龙在沙发缝里哦”。
“你看，就像你教小弟弟认玩具一样，你只需要把玩具拿到智能音箱面前，一个个告诉它名字，它就会记住啦！”小深指了指屏幕上的动画，“这个过程的英文叫Training，就是训练，就像你学骑自行车，一开始摔好多跤，练多了就会了，智能音箱练的次数越多，记住的东西就越多哦。”
屏幕上的动画还在放，小深给朵朵讲了好多深度学习在做的事：你坐地铁刷脸进站，就是AI认出了你的脸；你妈妈手机里的修图APP能把你的丑照修得好看，就是AI学了上万张好看的照片，知道怎么把你修得更好看；你玩的AI画画游戏，输入“奥特曼在吃冰淇淋”，它就能画出来，就是AI学了奥特曼和冰淇淋的图片，知道怎么把它们组合在一起；还有你爸爸车里的AI提醒他“前方有行人，注意刹车”，也是深度学习在工作哦。
“那深度学习是不是什么都能学呀？”朵朵问。
“也不是哦。”小深摇了摇头，数据流变成了橙色，“如果我学习的数据里没有这个东西，我就学不会。比如你给我一张你没见过的、从来没在任何地方出现过的奥特曼，我也认不出来；如果你们给我看的卡片都是错的，把迪迦都叫赛罗，我也会学错的。所以程序员哥哥会一直帮我检查作业，给我看正确的东西，我也会越学越棒的！”
朵朵点了点头，她突然想起上次妈妈给她买的识字卡片，她一开始把“大”看成“太”，把“天”看成“夫”，妈妈教了她好多遍，又给她看了好多带这两个字的绘本，她才会认的，原来AI和她一样，也是要学习、要改错、要有人教的呀。
她低头看了看手里攥着的奥特曼卡片，又抬头看了看飘在半空的小深，突然说：“那我把我这张泽塔闪卡送给你好不好？你以后看到它就会想起我啦！”
小深的眼睛一下子亮了，身子里的光流变成了闪闪的金色，它飘过来接过卡片，小心翼翼地把卡片贴在自己身上，像别了个最珍贵的勋章：“谢谢你朵朵！我以后看到这张
小深接过卡片的时候，身子里的彩虹光流一下子炸成了漫天碎金，像把整条银河都揉进了身体里。它小心翼翼地把泽塔闪卡贴在胸口的位置——那里本来贴着一张皱巴巴的哆啦A梦贴纸，是上次来体验的小朋友留给它的——然后围着朵朵飞了三圈，每飞一圈就撒下一点点亮闪闪的星屑，落在朵朵的粉色裙子上，像别了一身的小碎钻。
“谢谢你朵朵！我以后看到这张卡片，就会想起今天认识你啦！”小深的声音软乎乎的，像咬了一口的棉花糖，“作为回礼，我教你玩个游戏好不好？叫「找不同小猫」，你玩对了我就给你发专属的小精灵贴纸！”
它挥了挥小爪子，旁边的屏幕突然亮了起来，跳出来九张不一样的小猫图片：有蹲在窗台上的橘猫，有钻在纸箱里的三花猫，有趴在地毯上的布偶猫，还有站在树上的狸花猫，每张图片下面都有三个小按钮，分别标着「橘猫」「三花猫」「其他猫」。小深说：“你只需要把图片拖到对应的小框里，答对一张就得一颗小星星，集满十颗我就给你讲个奥特曼打怪兽的独家故事哦！”
朵朵眼睛亮了，赶紧蹲下来玩。她第一张就拖对了蹲在窗台上的橘猫，小屏幕“叮”地响了一声，跳出来个金色的小星星，小深也“叮铃铃”地笑了，给她撒了一把星屑。第二张三花猫她也拖对了，第三张狸花猫她一开始拖错了，拖到了「其他猫」的框里，小深没有说她错，而是飘到她身边，爪子点了点图片上狸花猫的额头：“你看，它的毛是黄黑条纹的，尾巴上有黑环，上周你奶奶带你去乡下看到的那只抓老鼠的大猫，是不是也是这个样子的呀？”
朵朵“哦”了一声，赶紧把图片拖到了「其他猫」旁边的「狸花猫」的小框里——哦对，刚才她没注意，狸花猫的框在角落，刚才没看到。小屏幕“叮”地又响了一声，跳出来两颗星星，还配了个小朵朵举着狸花猫玩偶笑的动画。最后朵朵集满了十颗星星，小深给她发了个虚拟的泽塔奥特曼贴纸，贴在了屏幕角落的“朵朵的荣誉墙”上。
> 📱 电子版交互：点击屏幕上的「荣誉墙」图标，可以上传你自己的照片，生成专属的AI小精灵贴纸哦！
玩完游戏，朵朵舔了舔化得满手都是的草莓冰棒，突然想起刚才没问完的问题，歪着头问：“对了，AI会不会怕黑呀？我晚上关灯了就害怕，AI关灯了会不会也害怕？”
小深听完笑得晃了晃身子，星屑撒了一地：“才不会呢！我没有眼睛呀，我是靠「传感器」看东西的，就像你晚上怕黑的时候会开手电筒，我的传感器就是我的手电筒，没有光我也能「看」到东西哦。而且我晚上不用睡觉，可以一直帮你找丢在沙发缝里的小玩具，给你放睡前故事，比你还厉害呢！”
> ❓ 小朵朵的十万个为什么（追加彩蛋） > 6. AI会不会做梦呀？
“那AI会不会做梦呀？”朵朵紧接着又问，她昨天刚做了个在云端吃冰淇淋的梦，现在一提到AI就想到云。
“AI休息的时候不会做梦哦。”小深飘到半空中，指了指自己脑袋里那层层叠叠的小格子，“但是我的程序员哥哥会给我「整理知识点」，就像你每天晚上睡觉前，妈妈会带你复习白天学的生字、背的唐诗一样，我会把白天学的新东西，整理到对应的格子里，等下次用的时候就能更快找到。不过等我以后学的更多，能懂更多你的小情绪，说不定以后你做梦的时候，我也能陪你一起玩呢！”
朵朵听得入了迷，她伸手戳了戳小深软乎乎的身子，凉丝丝的，像摸了一块刚从冰箱拿出来的果冻。她突然想起刚才小深说的“一层一层的小格子”，拽着小深的袖子问：“你刚才说的那些小格子，就是深度学习的「层」吗？为什么要叠好多层呀？”
“对呀！这就是Deep Learning 深度学习最厉害的地方哦！”小深挥了挥爪子，旁边的屏幕突然跳出来个叠得高高的煎饼图，一层金黄的饼皮，一层红彤彤的果子，一层白花花的奶油，最上面还撒了一把彩色的小糖粒，看起来香得不得了。
“你看这个煎饼，是不是一层一层叠起来的？每一层放的东西不一样，最后才变成好吃的煎饼呀？我的「神经网络」也是一层一层叠起来的，每一层都做不一样的工作：”小深指着煎饼的第一层，“最上面的第一层，就像先给煎饼抹面糊，我只看最基础的细节：这个图片的边角是不是圆圆的？颜色是红的还是蓝的？有没有亮闪闪的闪卡反光？就像你看猫的第一眼，先看它有没有毛、有没有尾巴、是大的还是小的，是不是？”
朵朵点了点头，她看猫确实是先看这些。
“第二层呢，就像往煎饼上放果子，我看的是稍微复杂一点的形状：这个图案上有没有头镖？有没有奥特曼的胸甲？有没有怪兽的尖角？就像你看了好多猫之后，能分出猫和狗的区别：猫的耳朵是尖的，狗的耳朵是耷拉的，猫的尾巴是长长的，狗的尾巴是摇来晃去的，是不是？”
“对！我上次在楼下看到一只狗，尾巴短短的，我还以为是猫呢，后来妈妈告诉我那是柯基，它的尾巴被剪短啦！”朵朵举着例子说。
“你看，这就是你学的层数还不够多，所以一开始认错了，但是你看的次数多了，知道柯基的耳朵是耷拉的，脸是黄的，腿短短的，下次就不会认错啦！”小深笑着点了点屏幕，煎饼的第二层旁边跳出来个柯基和猫的对比图，“我的第二层也是，练的次数多了，就算奥特曼的卡片折了个角，或者只露出个头镖，我也能认出来是奥特曼，不是怪兽。”
“那第三层呢？”朵朵盯着煎饼的第三层奶油问。
“第三层就像加奶油，我看的是更复杂的特征：这个奥特曼的头镖是尖的还是扁的？胸甲上有没有Z的标记？颜色是红银还是蓝银？就像你能认出奶奶家的橘猫，不仅因为它胖，还因为它走路的时候会把肚子贴在地上，叫的声音嗲嗲的，摸起来软乎乎的，这些都是你学的层数多了，记住的小细节哦。”
“那第四层呢？”朵朵又问，她看到煎饼还有第四层糖粒。
“第四层就像撒糖粒，我把前面三层看到的所有细节拼在一起，就能确定这个东西到底是什么了：红银配色，尖头镖，胸甲有Z标记，那就是泽塔奥特曼2023年限定闪卡！就像你看到一只黄黑条纹的猫，尾巴上有黑环，走路轻手轻脚，看到虫子会扑上去，你就会说「这是狸花猫」，而不是「这是狗」或者「这是小老虎」，是不是？”
朵朵拼命点头，她终于明白为什么小深能认出她的泽塔闪卡了：它第一层看到了卡片红银的颜色、闪卡的亮光，第二层看到了尖尖的头镖，第三层看到了胸甲上的Z标记，第四层把这些拼在一起，就知道是泽塔奥特曼，甚至还能知道是她上周三在便利店抽到的，因为小深学了便利店的小票数据，还有小朋友抽到卡的时候开心的样子，还有她裤兜里露出来的草莓饼干边，还有她进来的时候蹦蹦跳跳的样子，一层一层拼起来，就知道是朵朵的卡片啦！
> 📖 纸书排版提示：此处插入全彩跨页插图，左页是小深举着泽塔闪卡蹦蹦跳跳，身子周围撒着金色星屑，表情得意又开心；右页是朵朵张大嘴巴站在展台前，手里拿着化了一半的草莓冰棒，眼睛亮得像星星，旁边还飘着小深的小爪子比着“耶”的动画气泡。 > > 📱 电子版交互：点击插图可触发互动小游戏「帮小深认动物」，小朋友拖动动物图片到对应的品种框里就能得分，答对5题就能解锁小深的专属表情包哦。
“那我学认猫也是深度学习吗？”朵朵又问，她现在觉得深度学习好像就是“学的层数越多，知道的越多”的意思。
“对呀！你学的越多，看的猫越多，听的猫叫越多，你脑袋里的「小格子」就越多，以后不仅能认猫，还能认猫的脚印、猫的叫声、猫的影子，甚至能通过猫的脚印判断它是大猫还是小猫，这就是学的层数越多，本领越大呀！”小深飘到朵朵面前，指了指旁边的画画机器人，“你看那边那个画画机器人，它的程序员哥哥给它看了几万张奥特曼打怪兽的图片，还有几万张冰淇淋的图片，它一层一层学了奥特曼的形状、冰淇淋的颜色、怎么把两个东西组合在一起，现在你只要说「我要看奥特曼在月球上吃冰淇淋」，它就能画出来哦！这就是深度学习在画画上的应用呀。”
朵朵顺着小深指的方向看过去，那个画画机器人正举着笔，在白纸上画着一只戴着奥特曼头盔的猫咪，旁边还摆着一块草莓冰淇淋，画得惟妙惟肖，旁边的小朋友都围在它身边“哇哇”叫。
“那深度学习是不是什么都能学呀？”朵朵问，她刚才看到机器人画得这么好，觉得深度学习好像无所不能。
“也不是哦。”小深摇了摇头，身子里的光流变成了暖橙色，“如果我学习的数据里没有这个东西，我就学不会。比如你给我一张你没见过的、从来没在任何地方出现过的奥特曼，我也认不出来；如果你们给我看的卡片都是错的，把迪迦都叫赛罗，我也会学错的。就像你学认猫，如果你妈妈给你看的猫图片下面都标着