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全球各地產(chǎn)生的數據量正在急劇膨脹。根據市場(chǎng)調研機構國際數據公司（IDC），數字宇宙，也就是世界范圍內全部以數字方式存儲的數據，在2010年首次超過(guò)了一個(gè)澤字節（ZB，即10²¹字節）。IDC預計，到2020年這一數字將會(huì )增至35ZB。假如把這些數據全部存儲在DVD中，這些DVD堆在一起可以在地球和月球之間打個(gè)來(lái)回。在增速較快的數據中，主要可以分為被稱(chēng)為元數據的大量數據集合體，即書(shū)籍和數據庫，以及非結構化的數據，比如結構未定義的任意文本和圖畫(huà)。數字宇宙中大約三分之一的數據是高質(zhì)量信息，也就是需要遵循安全、合規和存儲規定的數據和內容。IDC預測，到2020年，這種數據將占到全部數據的二分之一左右。

日益復雜的數據越來(lái)越多，必須對其進(jìn)行高效的處理。然而，如果沒(méi)有電腦幫忙分類(lèi)、分析、壓縮數據，并準備好給人類(lèi)使用，這一切都是不可能實(shí)現的。學(xué)習系統在這方面非常有用，因為它們可以從例子中學(xué)習，識別數據的模式并使用這類(lèi)信息去預測未來(lái)的發(fā)展趨勢。機器學(xué)習的應用十分廣泛多樣——從市場(chǎng)分析和工業(yè)設備的預期維護到醫療系統的診斷方法等不一而足。在很多這類(lèi)應用中，重點(diǎn)是識別聲音、文本和圖像模式的技術(shù)。

例如，語(yǔ)音識別系統被用來(lái)駕駛車(chē)輛和電話(huà)自動(dòng)開(kāi)關(guān)機、樓宇和辦公技術(shù)管理、工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量保障以及醫療診斷等。Datamonitor公司的市場(chǎng)研究人員預測，這些領(lǐng)域的數據將高速增長(cháng)。例如，他們預測手機的高級移動(dòng)語(yǔ)音識別系統市場(chǎng)將從2009年的3,270萬(wàn)美元銳增至2015年的1億美元，差不多增長(cháng)三倍。根據這些專(zhuān)家的預測，同一時(shí)期，車(chē)載語(yǔ)音識別系統的銷(xiāo)售額將從6,430萬(wàn)美元增至2.082億美元。

這類(lèi)語(yǔ)音識別系統早已不是什么新鮮事。據市場(chǎng)調研公司Gartner集團2011年發(fā)布的一份研究報告，語(yǔ)音識別技術(shù)其實(shí)屬于1995年關(guān)于相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢的“炒作周期”的一部分。但是這類(lèi)系統的有效性還有待提高，主要在于電腦面對的最大挑戰之一是識別口語(yǔ)。主要原因是電腦還沒(méi)有足夠廣泛的日常生活的知識，只有擁有這種知識，它們才能夠真正理解人們所說(shuō)的話(huà)。

學(xué)習系統還可以被用來(lái)分析圖像和錄像。這種系統對工業(yè)圖像處理特別有用。歐洲機器視覺(jué)協(xié)會(huì )（EMVA）因此預測，該市場(chǎng)在2011年的增長(cháng)率將會(huì )達到20%，而2010年這一數字為11%。雖然產(chǎn)品檢驗和質(zhì)量保證仍然是工業(yè)圖像處理系統較常用的領(lǐng)域，但是，例如在機器人三維視覺(jué)系統中，也在引入新技術(shù)。這些技術(shù)包括汽車(chē)視頻系統和安全解決方案，等等。同時(shí)，模式識別在醫療工程中越來(lái)越重要。企業(yè)咨詢(xún)公司Frost & Sullivan指出，在過(guò)濾和處理關(guān)鍵信息方面，醫生越來(lái)越依賴(lài)學(xué)習型軟件。這些信息一般來(lái)自*的數字成像設備，如計算機斷層掃描、核磁共振斷層掃描儀及超聲系統。例如，這種軟件可被用于乳房X射線(xiàn)檢查，還可被用于肺癌、胰腺癌和腸癌診斷。