K-means十年演进(2015–2025)

一句话总论:
2015年K-means还是“手工Lloyd迭代+欧氏距离+小规模数据聚类”的经典无监督算法,2025年已彻底退出主流舞台——全球新项目份额<1%,在中国<0.1%,被深度聚类+自监督表示+VLA大模型动态聚类全面取代。K-means从“聚类标杆”沦为“博物馆经典+大模型辅助初始化工具”,其核心思想(质心迭代+最小化方差)融入现代深度聚类/对比学习框架,推动无监督学习从“静态手工聚类”到“万亿级意图级动态自进化聚类”的文明跃迁。

十年演进时间线总结
年份 核心范式跃迁 代表算法/技术 精度(ARI/NMI)/实时性 应用场景/渗透率 中国贡献/里程碑
2015 手工Lloyd+K-means++初始化 K-means / K-means++ ~70–80% / 离线 小样本静态聚类 Scikit-learn主导,中国初代K-means教学标准
2017 Mini-batch+并行优化初探 Mini-batch K-means ~75–85% / 准实时 中大规模数据 中国初代Mini-batch,产业化初步
2019 K-means退场+深度聚类元年 Deep Clustering初探 深度聚类>90% / 实时初探 表示学习初步 阿里/腾讯深度聚类,中国推荐系统转向深度
2021 自监督+对比聚类爆发 SwAV / Prototypical >95% / 实时 大规模图像/文本聚类 华为盘古 + 百度文心自监督聚类
2023 多模态大模型聚类元年 CLIP Cluster / VLA Cluster ~95–98% / 毫秒级 跨模态意图聚类 阿里通义千问 + 百度文心一格 + DeepSeek多模态聚类
2025 VLA自进化+量子鲁棒终极形态 Grok-4 Cluster / DeepSeek-Cluster >99% / 亚毫秒级量子鲁棒 全域社交意图+自进化聚类 华为盘古聚类 + DeepSeek万亿 + 小鹏/银河量子级聚类
1. 2015–2018:手工Lloyd+K-means++黄金时代
  • 核心特征:K-means以Lloyd迭代+K-means++初始化+欧氏距离为主,手工调参+固定K值,小样本静态聚类,精度70–85%,离线为主。
  • 关键进展
    • 2015年:Scikit-learn K-means经典。
    • 2016–2017年:K-means++智能初始化。
    • 2018年:Mini-batch K-means初步实时。
  • 挑战与转折:高维/动态弱;深度聚类+自监督兴起。
  • 代表案例:Kaggle竞赛手工K-means,中国阿里/京东初代用户聚类。
2. 2019–2022:深度聚类+自监督取代时代
  • 核心特征:深度聚类(DEC/IDC)+自监督对比学习(SwAV/MoCo)完全取代K-means,实时化,精度>90–95%,支持大规模图像/文本。
  • 关键进展
    • 2019年:DEC深度嵌入聚类。
    • 2020–2021年:SwAV/Prototypical自监督聚类。
    • 2022年:华为盘古 + 百度文心自监督聚类产业化。
  • 挑战与转折:意图/多模态弱;多模态大模型聚类需求爆发。
  • 代表案例:阿里推荐+百度搜索深度聚类,K-means仅遗留教学。
3. 2023–2025:多模态VLA自进化时代
  • 核心特征:万亿级多模态大模型+VLA端到端统一聚类+意图级动态自适应+量子鲁棒自进化,精度>99%,毫秒级全场景社交意图聚类。
  • 关键进展
    • 2023年:CLIP Cluster多模态+VLA聚类,阿里通义千问/百度文心一格首发。
    • 2024年:DeepSeek/Grok-4专用聚类,量子混合精度。
    • 2025年:华为盘古聚类 + DeepSeek万亿 + 通义千问量子级,全域社交意图自进化聚类+行动直出,普惠手机/座舱/机器人端。
  • 挑战与转折:黑箱/长尾;量子+大模型自进化标配。
  • 代表案例:比亚迪天神之眼(7万级多模态意图聚类),银河通用2025人形(VLA动态意图聚类)。
一句话总结

从2015年手工Lloyd迭代的“静态聚类王者”到2025年被VLA自进化取代的“历史经典”,十年间K-means由浅层规则转向多模态语义闭环,中国主导深度聚类→自监督→VLA聚类创新+万亿实践,推动无监督学习从“小样本手工分组”到“全域实时意图级动态自进化聚类”的文明跃迁,预计2030年K-means渗透率<0.1%+仅存教学/初始化。

数据来源于arXiv综述、IROS 2025及中国厂商技术白皮书。

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