關(guān)于人工智能及其應(yīng)用的分析探討

白璐 張欣 王希

【摘要】人工智能作為一種多種學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科，理論研究和應(yīng)用都已經(jīng)取得較大進展。人工智能在很多領(lǐng)域到得到廣泛應(yīng)用，使人從很多復(fù)雜的工作環(huán)境中解脫出來。本文結(jié)合人工智能中智能體的功能，介紹了人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域，并系統(tǒng)闡述了人工智能在主要應(yīng)用領(lǐng)域的實際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】人工智能；應(yīng)用領(lǐng)域；實際應(yīng)用

中圖分類號：TP39文獻標(biāo)識碼A文章編號1006-0278（2015）11-141-01

一、人工智能中智能體的功能

（一）人工智能

人工智能是以知識為對象，研究知識表現(xiàn)、知識獲取、知識挖掘等的學(xué)科。從其功能來看，人工智能即參照人類智能活動的客觀規(guī)律，借助一定的智能體，模擬人類的思維執(zhí)行諸如判斷、推理、識別、決策、檢測等活動。

（二）智能體

人工智能必須借助一定的智能體來實現(xiàn)，也就是說，智能體是人工智能的載體。因此，分析人工智能就要借助智能體來闡述。一個性能良好的智能體，應(yīng)盡量準(zhǔn)確捕捉用戶的用意，通過對環(huán)境的感知，敏銳地獲取相關(guān)信息和知識，并根據(jù)環(huán)境的數(shù)據(jù)變動適時作出調(diào)整，高效執(zhí)行用戶指令，完成用戶指定的任務(wù)。

依照智能體的功能，人們通常將智能體劃分為思考型、反應(yīng)型、混合型三種。

思考型智能體主要通過用戶根據(jù)目標(biāo)或任務(wù)，下達行動指令，用知識和計劃指導(dǎo)行動，并根據(jù)行動的反應(yīng)，對環(huán)境進行感知，智能體感知內(nèi)部狀態(tài)等對環(huán)境狀態(tài)，適時對動作進行調(diào)整，實現(xiàn)思考型智能體的功能。

反應(yīng)型智能體主要通過規(guī)則動作指導(dǎo)行動，并利用智能體對環(huán)境狀態(tài)的感知，指導(dǎo)規(guī)則動作對環(huán)境作出適應(yīng)性改變，實現(xiàn)反應(yīng)型智能體的功能。

混合型智能體的功能較為復(fù)雜，它通過智能體對環(huán)境的一般、緊急情況作出反應(yīng)，對環(huán)境狀況建模，對環(huán)境可能發(fā)生的情況進行預(yù)測，與其它智能體進行交流，共同指導(dǎo)決策，指導(dǎo)行動的準(zhǔn)確性。

二、人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）人工智能在教育的應(yīng)用

1.教師輔導(dǎo)的智能化

人工智能在教育的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在利用Agent技術(shù)，實現(xiàn)智能化教學(xué)。Agent技術(shù)是一種基于分布式的智能代理技術(shù)，通過智能體Agent，可以實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)的功能，并根據(jù)感知自身和環(huán)境狀態(tài)，采取相應(yīng)的行動，達成系統(tǒng)規(guī)定的目標(biāo)或任務(wù)。Agent具有多種優(yōu)勢，諸如可以自主完成行動，快速對動作做出反應(yīng)，協(xié)作能力強，系統(tǒng)處于開放狀態(tài)，通信性能好，能夠隨時隨地進行行動等。Agent在智能化教學(xué)中能夠適時監(jiān)督學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和教師的輔導(dǎo)，并能夠結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)效果等，提供有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，實現(xiàn)教師輔導(dǎo)工作的智能化。

2.教學(xué)資源的智能檢索

智能檢索系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠幫助學(xué)生和教師在海量信息中，快速準(zhǔn)確地搜索到所需信息，節(jié)省學(xué)生或教師的檢索時間，提高用戶檢索效率。

3.智能化評價

隨著現(xiàn)代教育的發(fā)展，運用專家系統(tǒng)技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，采用智能組卷算法，實現(xiàn)自動組織考卷。通過試題庫，依照既定規(guī)則，對精選的試題進行篩選，實現(xiàn)自適應(yīng)的試題測試功能。根據(jù)相關(guān)需要，設(shè)計自動評卷功能，對考試結(jié)果進行評價，并可根據(jù)需要對考試題型進行評價。

（二）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

1.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，就是通過揭示數(shù)據(jù)間的關(guān)系和數(shù)據(jù)的存在模式，對數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫進行處理的技術(shù)。它是人工智能、數(shù)據(jù)庫管理、仿真等多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用，為工商、科研工作的發(fā)展提供了較多的新方法，對工商業(yè)與科學(xué)研究都具有非常重要的意義。雖然數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與人工智能有相應(yīng)的交集，但它已經(jīng)成為一個獨立的系統(tǒng)，具有更為豐富的內(nèi)容體系，與人工智能、機器仿真、OLAP、專家系統(tǒng)等都具有相關(guān)性，其規(guī)則、分類、算法等都自成體系，體現(xiàn)出數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的博大精深。

2.數(shù)據(jù)庫的知識發(fā)現(xiàn)

通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對數(shù)據(jù)庫中的知識存量進行充分的研究，從中找出潛在的規(guī)律性，從而利用數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，挖掘出蘊含在數(shù)據(jù)中的抽象知識，揭示數(shù)據(jù)所表現(xiàn)的客觀世界狀況，從中得出相關(guān)的本質(zhì)和規(guī)律，從而自動獲取知識。

三、人工智能在教育界的實際應(yīng)用

（一）模擬教學(xué)

根據(jù)教材的安排，對某些需要解釋的現(xiàn)象進行機器人模擬演示，讓學(xué)生認真觀察，從中發(fā)現(xiàn)一定的規(guī)律，使學(xué)生加深對規(guī)律性的認識和理解。如數(shù)學(xué)教學(xué)中的拋物線軌跡演示，物理教學(xué)中的阿基米德定理演示等，都能夠利用直觀的演示，揭示其中的規(guī)律，使學(xué)生加深對相關(guān)知識的理解。

（二）人機交互的輔導(dǎo)方式

利用機器人輔導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，可以通過人機交互，為學(xué)生提供量身定制的輔導(dǎo)模式，使學(xué)生的個性得到充分發(fā)展。采用微型機器人與學(xué)生的交互輔導(dǎo)，可利用微型機器人其體積小、重量輕，便于攜帶等優(yōu)點，隨時隨地進行學(xué)習(xí)，隨時為學(xué)生解決問題，提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)。利用家庭機器人與學(xué)生的交互輔導(dǎo)，承擔(dān)家庭教師的職責(zé)，有利于學(xué)生問題的適時解決，也有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)得到及時的鞏固。通過軟件機器人與學(xué)生的交互輔導(dǎo)，可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行分析，為學(xué)生制定專門的指導(dǎo)計劃，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（三）仿真訓(xùn)練

在教學(xué)中，教師可以利用機器人，將相關(guān)內(nèi)容通過機器人的演示展現(xiàn)給學(xué)生，減輕教師的負擔(dān)，并能夠通過規(guī)則的動作，使教學(xué)更為規(guī)范。例如，用機器人示范體育高難動作，可以將動作分解、定格、重復(fù)播放等，從多方位展示動作，使學(xué)生能夠充分掌握動作的規(guī)范，比教師的示范更為科學(xué)，也更為有效。

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