南京大学周志华最新论文研究

孤立森林算法是一种适用于连续数据的无监督异常检测方法，由南京大学周志华教授等人于2008年首次提出，之后又于2012年提出了改进版本。与其他异常检测算法通过距离，密度等量化指标来刻画样本间的疏离程度不同，孤立森林算法通过对样本点的孤立来检测异常值。具体来说，该算法利用一种名为孤立树 的二叉搜索树结构来孤立样本。由于异常值的数量较少且与大部分样本的疏离性，因此，异常值会被更早的孤立出来，也即异常值会距离 的根节点更近，而正常值则会距离根节点有更远的距离。此外，相较于LOF，K-means等传统算法，孤立森林算法对高纬数据有较好的鲁棒性。

我们先给出孤立树(Isolation Tree)和样本点 在孤立树中的路径长度 的定义

孤立树 ：若 为孤立树的一个节点， 存在两种情况：没有子节点的外部节点，有两个子节点 和一个test的内部节点。在 的test由一个属性 和一个分割点 组成， 的点属于 ,反之属于 。

样本点 在孤立树中的路径长度 :样本点 从 的根节点到叶子节点经过的边的数量

从下图我们可以直观的看到，相对更异常的 只需要4次切割就从整体中被分离出来，而更加正常的 点经过了11次分割才从整体中分离出来。这也体现了孤立森林算法的基本思想。(ps:图片来自原论文)

下面，我们来详细介绍孤立森林算法。该算法大致可以分为两个阶段，第一个阶段我们需要训练出 颗孤立树，组成孤立森林。随后我们将每个样本点带入森林中的每棵孤立树，计算平均高度，之后再计算每个样本点的异常值分数。

Step1: 为给定数据集, ,从 中随机抽取 个样本点构成 的子集 放入根节点。 Step2:从 个维度中随机指定一个维度 ，在当前数据中随机产生一个切割点 ， 。 Step3:此切割点 生成了一个超平面，将当前数据空间划分为两个子空间：指定维度小于p的样本点放入左子节点，大于或等于p的放入右子节点。 Step4:递归Step2和Step3，直至所有的叶子节点都只有一个样本点或者孤立树 已经达到指定的高度。 Step5:循环Step1至Step4，直至生成 个孤立树

第二阶段： Step1: 对于每一个数据点 ,令其遍历每一颗孤立树 ,计算点 在森林中的平均高度 ,对所有点的平均高度做归一化处理。异常值分数的计算公式如下所示： 其中，

参考：

指纹识别、人脸识别、智能控制、智能机器人……近年来，人工智能犹如一柄魔杖，激活了一个个丰富生动的应用场景。9月5日举行的国际（南京）人工智能技术前沿论坛上，来自全球的人工智能大咖纵论人工智能时代的“无限可能”。 未来最好的家庭护理可能是 情感 机器人 机器人会跳舞、会聊天、还会做家务，但它会不会像人类一样有 情感 呢？日本工程院院士任福继认为，人工智能有三个层次，分别是计算智能、感知智能、认知智能。在计算智能中，机器人远超人类；在感知智能上，机器人和人类各有千秋；而在认知智能、也就是理解能力和 情感 上，机器人远远不及人类。 “上世纪80年代，我在日本留学，负责工业机器人项目。那时，全世界2/3的工业机器人都在日本。不管是政府官员、公司老板还是大学教授，都希望把机器人引入家庭，但很遗憾，到现在都没能如愿。”任福继说，因为机器人没有 情感 ，人类不需要一个冷冰冰的机器作伴，那时科学家们就开始在研究机器人的 情感 。 “机器人虽然没有意识，没有自我价值观，但是可以从外界信息的模拟来感知，反而可以让人感觉它是有 情感 的，这个是我们的目标。”任福继说，目前，团队已经使用大数据分析赋予机器人的 情感 模块，通过脑科学认识人的脑活动、 情感 机制，然后把它覆盖到机器人上，制作出 情感 机器人，它有与人相似的表情、情绪、 情感 ，代替人类在某些地方进行工作。未来，或许每个人生下来就可以有一个ID，这个ID由机器人给你管理，提供给你最完整的 情感 信息、最好的家庭护理，医生可能是 情感 机器人。 主流研究不支持让机器拥有自主意识 国际人工智能联合会理事长杨强说，换脸软件是让人上传自己的图像，然后以假乱真把一个小视频换成上传的人脸，这对金融行业的安全提出了挑战。“我们如何来识别一个人是真人呢？我们怎么知道他是不是人工智能合成的人呢？如果不能突破这个技术壁垒就会有大量的安全事故发生。” 造假的数据攻击是怎么形成的呢？杨强说，这其实也可以数学化，在输入的数据和模型两方面进行造假，所以反欺诈就要针对这两者进行保护。人工智能在应用方面有一个最新的研究领域——对抗学习和反欺诈。研究人员做各种数学演算，框架叫对抗学习，最后可以形成各种模型，针对不同的攻击方法可以形成不同的白盒模型，使得造假完全通不过网关。 强人工智能“不能做、不该做” “关于人工智能有很多不同的观点，常见的有两种观点：强人工智能和弱人工智能。”江苏省人工智能学会理事长、南京大学人工智能学院院长周志华说，所谓强人工智能，就是希望研制出和人一样聪明，甚至比人更聪明的机器。科幻界、文学小说和电影中就有不少，它们有自主意识，全面达到甚至超过人类智能水平。而弱人工智能，就是想让机器做事的时候聪明一点就好了，持有这种观点的主要是人工智能的学术界，主要是在科学技术发展方面。 此前，韩国科学技术院大学与军工企业合作研发自主武器，遭全球50多名人工智能学者联名抵制，周志华是唯一一名中国内地学者。周志华认为，强人工智能“不能做、不该做”。霍金、马斯克等担忧的“人工智能威胁人类”，即指强人工智能。迄今为止，主流研究都不支持让机器拥有自主意识。 周志华说，人工智能是一把“双刃剑”，如何合理利用技术造福人类，又能更好地规避其可能造成的负面影响，这是政府和 社会 应该考虑的问题，但目前界定人工智能是否构成滥用还具有比较大的争议。