人工智能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用研究綜述

冉夢(mèng)琦

【摘要】美國斯坦福大學(xué)人工智能研究中心尼爾遜教授給人工智能下了這樣一個(gè)定義：人工智能是關(guān)于知識(shí)的學(xué)科，是怎樣表示知識(shí)以及怎樣獲得知識(shí)并使用知識(shí)的科學(xué)。從人工智能所實(shí)現(xiàn)的功能來定義是智能機(jī)器所執(zhí)行的通常與人類智能有關(guān)的功能，如判斷、推理、證明、識(shí)別學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動(dòng)。若是從實(shí)用觀點(diǎn)來看，人工智能是知識(shí)工程學(xué)：以知識(shí)為對(duì)象，研究知識(shí)的獲取、知識(shí)的表示方法和知識(shí)的使用。本文研究了人工智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用領(lǐng)域。并且討論了人工智能技術(shù)的發(fā)展前景和當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】人工智能；技術(shù)；機(jī)器；綜述

一、人工智能技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展現(xiàn)狀

人工智能存在許多不同的研究領(lǐng)域，如語言處理、自動(dòng)定理證明、計(jì)算智能、智能數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、人工智能方法和程序語言以及自動(dòng)程序設(shè)計(jì)等。通過建立有人工智能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠求解微分方程、下棋、設(shè)計(jì)和分析集成電路、合成人類自然語言、檢索情報(bào)、診斷疾病以及控制太空飛行器和水下機(jī)器人等。人工智能技術(shù)主要應(yīng)用于以下幾個(gè)領(lǐng)域：

1、專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是在人工智能領(lǐng)域中開發(fā)時(shí)間較前，目前比較活躍，成果很多的領(lǐng)域。通過模擬專家的解決問題的思維模式去求解各領(lǐng)域的問題，解決問題的速度和質(zhì)量可以達(dá)到甚至超過專家的水平。應(yīng)用的領(lǐng)域主要有醫(yī)療、地理、教育等方面。

2、模式識(shí)別

模式識(shí)別主要研究的視覺與聽力的識(shí)別。主要采用模糊數(shù)學(xué)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究方法在日常生活和軍事領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。例如：對(duì)物體、地形、圖像等的識(shí)別。圖像識(shí)別主要是識(shí)別各種印刷體和文字，指紋等。語音識(shí)別方面主要是開發(fā)了掃描儀。

3、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過模擬人體腦神經(jīng)系統(tǒng)來進(jìn)行科學(xué)開發(fā)與研究的。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，信息的處理是通過神經(jīng)元的相互作用完成的，信息的儲(chǔ)存通過網(wǎng)絡(luò)元件之間的物理聯(lián)系完成的，網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和識(shí)別取決與神經(jīng)元連接權(quán)值的演變。隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究，這門技術(shù)可以幫助人類擴(kuò)展對(duì)外部世界的了解，從而實(shí)現(xiàn)智能控制。目前，該門學(xué)科的發(fā)展呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、產(chǎn)生頻率很高；2、更新發(fā)展速度驚人；3、與其他優(yōu)化的計(jì)算方法合作增多。例如：混沌理論、遺傳神經(jīng)學(xué)，模擬退火等等。

4、智能決策支持系統(tǒng)

自20世紀(jì)80年代以來，人工智能系統(tǒng)將人類的處理問題的思維模式和技術(shù)應(yīng)用到管理科學(xué)領(lǐng)域，提高了系統(tǒng)解決問題的能力，從而擴(kuò)大了決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。

5、自動(dòng)定理證明

自動(dòng)定理證明可以確定問題的真價(jià)值，從而可以對(duì)某些問題進(jìn)行推理證明，通過計(jì)算機(jī)來數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行證明和推理工作。早期的研究是1926年的由美國加州大學(xué)伯里克分校制作的研究數(shù)學(xué)系統(tǒng)的機(jī)器。

6、自然語言理解及自動(dòng)程序設(shè)計(jì)

自然語言理解方面可以回答英語提出來的問題，通過閱讀資料，將文章中里的句子從一種語言轉(zhuǎn)換成為另一種語言。自動(dòng)程序設(shè)計(jì)應(yīng)用的方面在于，是指計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)用戶不同的要求，編寫計(jì)算機(jī)程序。

二、人工智能的當(dāng)前研究熱點(diǎn)

1、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)實(shí)現(xiàn)

20世紀(jì)90年代初期，人工智能領(lǐng)域新興的一種活躍的研究領(lǐng)域。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是指在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，通過運(yùn)用各種學(xué)習(xí)手段和方法，從數(shù)據(jù)中提取出抽象的理論，揭示在數(shù)據(jù)背后隱藏的事物發(fā)展的客觀規(guī)律和本質(zhì)特征。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性和巨大應(yīng)有潛力的一個(gè)學(xué)科。此外，人們?cè)陂L期研究和實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，人類溝通和交流的基本方式是語言，而在獲取知識(shí)的過程中，關(guān)鍵就是用語言來表達(dá)知識(shí)和概念。概念往往比數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、直接、更容易讓人接受。而知識(shí)實(shí)現(xiàn)的很重要的一個(gè)方面就是通過運(yùn)用最基本的概念對(duì)復(fù)雜概念進(jìn)行解讀，和運(yùn)用各種各樣方法對(duì)概念進(jìn)行組合，來表示所認(rèn)識(shí)的世界。

數(shù)據(jù)挖掘的研究還會(huì)深入下去，研究焦點(diǎn)可能會(huì)集中到以下幾個(gè)方面：

（1）數(shù)據(jù)挖掘算法的效率和可擴(kuò)展性；

（2）數(shù)據(jù)的時(shí)序性；

（3）互聯(lián)網(wǎng)上知識(shí)的發(fā)現(xiàn)。

2、智能接口技術(shù)

通過智能接口技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)可以計(jì)算機(jī)更加方便、自然的交流。智能接口技術(shù)同時(shí)是一種知識(shí)表示方法研究的技術(shù)。

目前，智能接口技術(shù)已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，在文字識(shí)別、語音識(shí)別、語音合成、圖像識(shí)別、機(jī)器翻譯以及自然語言理解等方面應(yīng)用廣泛。

3、人工智能的前景

從人工智能的近期的研究現(xiàn)狀上看，人工智能的未來發(fā)展趨勢(shì)會(huì)有以下幾個(gè)方面：模糊處理、并行化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器情感。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是未來人工智能應(yīng)用的新興方面，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。而人工智能領(lǐng)域發(fā)展的下一個(gè)突破口就是使計(jì)算機(jī)具有人類的情感。計(jì)算機(jī)的情感能力在人機(jī)互動(dòng)方面是很重要的。

三、結(jié)論

本文主要討論了人工智能的發(fā)展研究和其在各領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。人工智能技術(shù)在專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能決策支持系統(tǒng)、自動(dòng)定理證明、自然語言理解及自動(dòng)程序設(shè)計(jì)等領(lǐng)域具有應(yīng)用。接著作者討論了人工智能的當(dāng)前研究熱點(diǎn)，當(dāng)前的熱點(diǎn)為數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)實(shí)現(xiàn)、智能接口技術(shù)等。最后作者討論了人工智能的發(fā)展和趨勢(shì)。

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