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Wie bei der Künstlichen Intelligenz existiert auch bei dem Begriff „Machine Learning“ keine allgemeingültige Definition. Eine Definition von Arthur Samuel lautet: "Maschinelles Lernen ist das Fachgebiet, das Computern die Fähigkeit zu Lernen verleiht, ohne explizit programmiert zu werden."

Eine mehr technische Definition von Tom Mitchell:"Man sagt, dass ein Computerprogramm dann aus Erfahrungen E im Bezug auf eine Aufgabe T und ein Maß für die Leistung P lernt, wenn seine durch P gemessene Leistung bei T mit der Erfahrung E wächst."

Ähnlich wie die Definition der rationalen Agenten für Künstliche Intelligenz im Allgemeinen, beschreibt diese Definition von Machine Learning eine praktische Richtlinie, um jedes neue Projekt in diesem Bereich zu starten: Zu Beginn eines jeden Projekts in diesem Bereich, spezifiziere die Aufgabe T, das Leistungsmaß P und die Erfahrung E.

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