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數(shù)據(jù)萃。骸叭摺睌(shù)據(jù)集構(gòu)建的點睛之筆

2025年3月13日 08:17  界面新聞  

中國人民大學科學研究處、中國人民大學信息資源管理學院:錢明輝、楊建梁

在人工智能邁入產(chǎn)業(yè)落地深水區(qū)的當下,大量企業(yè)開始面臨“數(shù)據(jù)過載”的困境:無效數(shù)據(jù)的堆積造成了嚴重的算力資源浪費。當數(shù)據(jù)集規(guī)模突破臨界點后,單純的數(shù)據(jù)清洗已難以破解“特征維度詛咒”,有效地構(gòu)建數(shù)據(jù)集正在成為決定算法模型價值的戰(zhàn)略制高點。這推動了數(shù)據(jù)萃。―ata Distillation)作為新一代數(shù)據(jù)工程范式的形成:基于動量優(yōu)化理論與認知科學視角,通過三項核心機制實現(xiàn)數(shù)據(jù)工程的范式躍遷。當傳統(tǒng)方法仍陷于統(tǒng)計層面的特征取舍時,數(shù)據(jù)萃取正在重構(gòu)數(shù)據(jù)集構(gòu)建的底層邏輯,推動人工智能系統(tǒng)從“數(shù)據(jù)吞吐”向著“認知賦能”邁進。

一、 數(shù)據(jù)萃取的獨到之處

數(shù)據(jù)萃取是一種從原始數(shù)據(jù)中定向提取高價值信息的過程。與傳統(tǒng)的特征選擇方法不同,數(shù)據(jù)萃取的核心在于通過領域知識引導,將海量數(shù)據(jù)(16.400, 0.42, 2.63%)濃縮為關鍵信息單元。這一過程不僅涉及數(shù)據(jù)的篩選,更包括對數(shù)據(jù)背后業(yè)務邏輯的深度理解和重構(gòu)。數(shù)據(jù)萃取可以被定義為:基于領域知識和業(yè)務目標,通過系統(tǒng)性方法從原始數(shù)據(jù)中提取和重構(gòu)最相關、最有價值的信息單元,以提高數(shù)據(jù)的業(yè)務對齊性和模型的運算性能。

在傳統(tǒng)的特征選擇方法中,數(shù)據(jù)工程師通常依賴統(tǒng)計學相關性來篩選特征。例如,通過計算傳感器數(shù)據(jù)的方差或相關系數(shù)來決定哪些數(shù)據(jù)是重要的。然而,這種方法往往忽略了數(shù)據(jù)的業(yè)務背景和實際應用價值。數(shù)據(jù)萃取則以解決具體業(yè)務問題為目標,通過領域?qū)<业闹R和經(jīng)驗,識別出對業(yè)務目標真正有用的數(shù)據(jù)。

以工業(yè)場景為例,假設業(yè)務目標是減少設備的停機時間。傳統(tǒng)的做法可能是收集所有傳感器的數(shù)據(jù),然后通過統(tǒng)計方法篩選出一些重要特征。然而,這種方法可能會導致大量無關數(shù)據(jù)的堆積,增加計算成本和模型復雜度。數(shù)據(jù)萃取的邏輯是從維修記錄中識別出故障前兆信號,結(jié)合傳感器數(shù)據(jù),提取出關鍵的故障模式。這樣,模型在訓練時只需關注這些核心數(shù)據(jù),從而提高預測準確率和計算效率。

在文本分析場景中,數(shù)據(jù)萃取同樣具有重要意義。假設任務是讓AI理解一本書的內(nèi)容。傳統(tǒng)的做法是將整本書的文本作為輸入,但這不僅增加了計算負擔,還可能導致模型在無關信息中迷失方向。數(shù)據(jù)萃取則會提取書的目錄框架和每個章節(jié)的核心論點,形成一個高度濃縮的文本摘要。這樣,模型可以更快地理解書籍的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容,提高分析效率。

數(shù)據(jù)萃取與傳統(tǒng)方法的本質(zhì)區(qū)別在于其目標驅(qū)動性和知識融合性。數(shù)據(jù)萃取不是單純追求數(shù)據(jù)的完整性或特征的多樣性,而是聚焦于解決具體問題。同時,數(shù)據(jù)萃取依賴領域?qū)<业慕?jīng)驗和知識,通過這些知識來指導數(shù)據(jù)的篩選和重構(gòu),從而確保提取的數(shù)據(jù)具有實際業(yè)務價值。

二、 實現(xiàn)數(shù)據(jù)萃取的核心過程

數(shù)據(jù)萃取的實現(xiàn)過程可以分為三個核心步驟:業(yè)務倒推分析、雙通道過濾和輕量化封裝。這些步驟共同構(gòu)成了一個系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)處理框架,確保從海量數(shù)據(jù)中提取出最核心、最有價值的信息。

業(yè)務倒推分析是數(shù)據(jù)萃取的第一步。這一方法的核心在于從業(yè)務目標出發(fā),逆向拆解所需的數(shù)據(jù)要素。具體來說,業(yè)務倒推分析是在明確業(yè)務目標的基礎上,分析實現(xiàn)這一目標所需的最小數(shù)據(jù)集。例如,假設業(yè)務目標是提高醫(yī)療診斷的準確率,那么需要從大量的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)中提取出與診斷最相關的特征,如腫瘤邊界、病變區(qū)域的紋理等。通過業(yè)務倒推分析,可以避免盲目收集和處理大量無關數(shù)據(jù),從而提高數(shù)據(jù)處理的效率和模型的性能。

雙通道過濾是數(shù)據(jù)萃取的第二步。這一方法包括正向通道和反向通道兩個部分。正向通道基于領域知識預設關鍵特征,反向通道通過模型誤判案例淘汰無效數(shù)據(jù)。正向通道的實現(xiàn)依賴于領域?qū)<业慕?jīng)驗和知識,他們可以幫助識別出哪些數(shù)據(jù)特征是真正重要的。例如,在藥物研發(fā)領域,資深藥化學家可以指出哪些分子結(jié)構(gòu)參數(shù)對藥物活性有顯著影響。反向通道則通過模型的預測結(jié)果來驗證數(shù)據(jù)的有效性。當模型在某些樣本上出現(xiàn)誤判時,可以追溯這些樣本的數(shù)據(jù)特征,識別出哪些特征是無效的或有噪聲的,從而進行剔除或優(yōu)化。

輕量化封裝是數(shù)據(jù)萃取的第三步。這一方法的核心在于保留數(shù)據(jù)的可解釋性,避免過度抽象和壓縮。具體來說,需要確保提取的數(shù)據(jù)特征不僅對模型有用,還能被人類理解和解釋。例如,在工業(yè)質(zhì)檢場景中,提取的傳感器數(shù)據(jù)特征應該是物理上有意義的,如振動波形、溫度變化等,而不是一些抽象的統(tǒng)計指標。這樣,當模型出現(xiàn)誤判時,可以更容易地找到問題的根源,并進行針對性的優(yōu)化。

數(shù)據(jù)萃取在構(gòu)建數(shù)據(jù)集的過程中,所發(fā)揮的作用是多方面的。首先,數(shù)據(jù)萃取通過業(yè)務倒推分析,確保數(shù)據(jù)集的構(gòu)建始終圍繞業(yè)務目標展開,避免了數(shù)據(jù)的冗余和無效性。其次,雙通道過濾機制確保了數(shù)據(jù)集的高質(zhì)量和高可靠性,通過正向通道和反向通道的結(jié)合,可以持續(xù)優(yōu)化數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。最后,輕量化封裝方法保留了數(shù)據(jù)的可解釋性,使得模型的輸出不僅準確,還能被人類理解和信任。

三、 數(shù)據(jù)萃取支撐“三高”數(shù)據(jù)集構(gòu)建的關鍵策略

數(shù)據(jù)萃取在構(gòu)建高對齊、高密度和高響應數(shù)據(jù)集中的價值尤為顯著。這三種數(shù)據(jù)集分別對應不同的業(yè)務需求和應用場景,而數(shù)據(jù)萃取則可以為其構(gòu)建提供關鍵性的支持。

高對齊數(shù)據(jù)集是指通過系統(tǒng)性數(shù)據(jù)工程方法,實現(xiàn)人工智能系統(tǒng)的價值導向與目標文明體系保持深度協(xié)同的多模態(tài)數(shù)據(jù)集合。在構(gòu)建高對齊數(shù)據(jù)集時,數(shù)據(jù)萃取的關鍵策略是通過價值觀維度過濾數(shù)據(jù)。具體來說,需要識別出哪些數(shù)據(jù)特征與人類文明的價值取向一致,從而確保模型的輸出符合倫理和文化要求。例如,在法律領域,高對齊數(shù)據(jù)集的構(gòu)建需要確保模型在生成法律文書時,不會出現(xiàn)違背司法倫理的內(nèi)容。通過數(shù)據(jù)萃取,可以從大量的法律案例中提取出體現(xiàn)公平、正義等核心價值觀的文本段落,作為訓練數(shù)據(jù)。這樣,模型在生成法律文書時,會更加注重這些價值觀的體現(xiàn),從而避免不當行為的產(chǎn)生。

高密度數(shù)據(jù)集是指通過知識的定向提純與場景化重建,將通用大模型轉(zhuǎn)化為領域?qū)<业闹腔廴萜鳌T跇?gòu)建高密度數(shù)據(jù)集時,數(shù)據(jù)萃取的關鍵策略是將專家認知編碼為結(jié)構(gòu)化特征。具體來說,需要將領域?qū)<业慕?jīng)驗和知識轉(zhuǎn)化為機器可理解的特征參數(shù),從而提高模型在專業(yè)領域的認知能力。以材料研發(fā)領域為例,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)集往往堆砌材料的硬度、導熱率等常規(guī)參數(shù),而優(yōu)秀的高密度數(shù)據(jù)集會深入重構(gòu)材料失效的認知邏輯。通過數(shù)據(jù)萃取,可以將工程師對材料疲勞斷裂的直覺判斷,轉(zhuǎn)化為位錯運動與晶界反應的動態(tài)關聯(lián)模型。這樣,模型在預測材料失效時,不僅依賴于表面特征,還能理解背后的物理機制,從而提高預測的準確性和可靠性。

高響應數(shù)據(jù)集是指以垂直業(yè)務場景需求為核心導向,通過系統(tǒng)性工程方法構(gòu)建的、有助于訓練和增強人工智能大模型專業(yè)能力的多模態(tài)數(shù)據(jù)集合。在構(gòu)建高響應數(shù)據(jù)集時,數(shù)據(jù)萃取的關鍵策略是錨定業(yè)務指標動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)組成。具體來說,需要根據(jù)業(yè)務目標的變化,持續(xù)優(yōu)化數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,確保模型始終能夠適應新的業(yè)務需求。以電商推薦系統(tǒng)為例,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)集建設往往依賴于用戶的歷史購買記錄和瀏覽行為,但這些數(shù)據(jù)可能無法捕捉到用戶偏好的細微變化。通過數(shù)據(jù)萃取,可以從用戶的頁面停留時間、點擊行為等多維度數(shù)據(jù)中,提取出反映用戶偏好的關鍵特征。同時,需要建立數(shù)據(jù)與業(yè)務反饋的實時對話通道,當模型的推薦效果出現(xiàn)偏差時,能夠及時調(diào)整數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,從而保持推薦算法的高精度和高響應性。

當前正在發(fā)生的AI范式革命揭示了一個根本認知:數(shù)據(jù)質(zhì)量權(quán)重已超越數(shù)據(jù)規(guī)模,成為決定人工智能上限的核心維度。數(shù)據(jù)萃取通過三位一體技術(shù)框架(目標驅(qū)動的業(yè)務倒推分析、知識協(xié)同的雙通道過濾、可解釋導向的輕量化封裝),正在改寫傳統(tǒng)特征工程的底層規(guī)則——特征工程不再是簡單的數(shù)據(jù)提純,而是實現(xiàn)人機認知協(xié)同的重要抓手。數(shù)據(jù)萃取方法面向人工智能的創(chuàng)新性在于其將數(shù)據(jù)價值挖掘從工程實踐升維至知識發(fā)現(xiàn),使智能系統(tǒng)同時具備神經(jīng)網(wǎng)絡的擬合能力和人類專家的因果判斷。面向算力與智力的融合未來,數(shù)據(jù)萃取所代表的數(shù)據(jù)工程新范式,不僅是大模型時代的關鍵數(shù)據(jù)適配策略,更是構(gòu)建可信AI的核心突破點,將徹底重構(gòu)人工智能發(fā)展的價值準則,使“數(shù)據(jù)量級”與“模型參數(shù)”的線性競爭,轉(zhuǎn)化為“領域穿透力”與“認知深度”的升維變革。

編 輯:路金娣
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