人工智能發(fā)展中的問題思考及其研究現(xiàn)狀郭

成濤　李檬

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，很多產(chǎn)品都逐漸趨于智能化，這使得人工智能成為一個(gè)無(wú)處不在的產(chǎn)業(yè)，研究人工智能成為必然的熱點(diǎn)話題。本文結(jié)合現(xiàn)有的研究資料，簡(jiǎn)要介紹了人工智能的發(fā)展歷程，對(duì)人工智能的發(fā)展中的問題做出了進(jìn)一步思考，分析了人工智能的技術(shù)現(xiàn)狀并對(duì)其應(yīng)用前景做出了展望。

【關(guān)鍵詞】智能；技術(shù)；發(fā)展；人工智能；問題思考

0 引言

人工智能是通過將人類的思維活動(dòng)賦予機(jī)器或系統(tǒng)，使其模仿和執(zhí)行與人類學(xué)習(xí)，思考和決策有關(guān)的智能行為；是一種試圖讓機(jī)器以智能方式（類似于人腦的工作方式）工作的計(jì)算機(jī)技術(shù)；是機(jī)器所展現(xiàn)出來的智慧。人工智能只是機(jī)器的智能，但隨著機(jī)器變得越來越有能力，也有可能大大超過人類。隨著人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在計(jì)算機(jī)科學(xué)，金融，醫(yī)院和醫(yī)藥，重工業(yè)，交通運(yùn)輸，玩具和游戲等領(lǐng)域已經(jīng)取得一定程度的成就。智能機(jī)器人，人工智能系統(tǒng)組織病床計(jì)劃，無(wú)人駕駛技術(shù)的應(yīng)用告訴我們，人工智能標(biāo)志著科技進(jìn)一步向前推進(jìn)，給人類帶來了顛覆性的影響，但同時(shí)也產(chǎn)生了一些潛在的問題。

1 人工智能的發(fā)展歷程

人工智能——Artificial Intelligence（AI）可以解釋為用人工的方法使機(jī)器帶有一定的思維活動(dòng)，在機(jī)器上實(shí)現(xiàn)自主地，或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)的智能行為。從概念提出至今已有60余年，在技術(shù)、算法、應(yīng)用方面不斷取得突破性進(jìn)展。

1956年以前（早期奠定）

古希臘亞里士多德創(chuàng)立的演繹法，17世紀(jì)末，德國(guó)萊布尼茲初創(chuàng)數(shù)理邏輯，隨后Wiener、弗雷格、羅素等代表人物不斷補(bǔ)充完善。1943年，美國(guó)生理學(xué)家麥克洛奇和皮茲建成第一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（MP模型）[1]。到1946年，第一臺(tái)通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC問世。1948年，控制論、信息論初創(chuàng)，信息科學(xué)得以發(fā)展。1950年，英國(guó)數(shù)學(xué)家A·M·Turing在其著作中首次提出論述“機(jī)器也能思維”[2]。這些理論都為人工智能的形成奠定了良好基礎(chǔ)。

1956年以后（形成發(fā)展）

1956年夏季，在一次歷史性的聚會(huì)——達(dá)特茅斯會(huì)議中，這次會(huì)議討論了機(jī)器模擬人類智能的問題，人工智能成功誕生，人工智能領(lǐng)域的研究正式開始。1969年起，國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)議（International Joint Conference on AI，IJCAI）逢奇數(shù)年舉辦。20世紀(jì)80年代，知識(shí)工程誕生，專家系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，人工智能達(dá)到階段性的高峰。2011年，蘋果公司的智能語(yǔ)音助理隨著iPhone4S出現(xiàn)。2012年10月，多倫多大學(xué)Geoffery Hinton宣布在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域達(dá)成重要突破，高通的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片相繼誕生，標(biāo)志著人工智能研究的軟硬件條件基本具備。2014年7月，微軟進(jìn)行人工智能嘗試，推出個(gè)人智能助理，同年百度智能問答機(jī)器人小度誕生。2015年，Amazon試圖將機(jī)器人飛行器運(yùn)用到快遞服務(wù)中…人工智能正在朝著社會(huì)生活的應(yīng)用領(lǐng)域飛速發(fā)展！

2 人工智能發(fā)展中的問題

英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》引用一項(xiàng)最近的調(diào)查結(jié)果顯示：全球半數(shù)人工智能專家相信，人類水平的機(jī)器智能到2040年就可成為現(xiàn)實(shí)[3]。以人工智能為核心的新一輪技術(shù)革命終會(huì)將信息社會(huì)引領(lǐng)向智能社會(huì)。人工智能以其廣泛實(shí)用的特點(diǎn)，深入到社會(huì)生活的各個(gè)行業(yè)，可能產(chǎn)生危險(xiǎn)或不期望的意外后果。

2.1 增加人類失業(yè)率

隨著各種人工智能產(chǎn)品開始服務(wù)于各大領(lǐng)域，很多工作即將被人工智能取代，這個(gè)是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。2016年1月，世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布了報(bào)告《未來工作—針對(duì)第四次工業(yè)革命的就業(yè)、技能和勞動(dòng)力戰(zhàn)略》顯示未來五年將有500萬(wàn)人因人工智能等技術(shù)進(jìn)步而失業(yè)[4]。美國(guó)花旗銀行和英國(guó)牛津大學(xué)馬丁學(xué)院《工作2.0時(shí)代的技術(shù)》研究報(bào)告也顯示：未來10年或者20年，1.4億知識(shí)工人將會(huì)因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)的發(fā)展失去原來的工作[5]。不可否認(rèn)，人工智能會(huì)引發(fā)產(chǎn)品的創(chuàng)新，從而產(chǎn)生一些意想不到的新職業(yè)，但大部分就業(yè)市場(chǎng)將被人工智能占據(jù)，導(dǎo)致勞動(dòng)力市場(chǎng)的兩極分化，人類失業(yè)率將無(wú)限上升，從而失去生存的依賴。

2.2 對(duì)人類價(jià)值觀帶來沖擊

2010年1月9日，新澤西州的“真實(shí)伴侶”（True Companion）公司開發(fā)的首款性愛機(jī)器人“Roxxxy（洛克茜）”正式面世。2017年2月，美國(guó)加州Abyss Creations公司宣布，第一代具有學(xué)習(xí)能力的性愛女機(jī)器人Harmony已經(jīng)成功研發(fā)出來。全球知名的人工智能專家戴維·李維預(yù)測(cè)最晚在2050年，人類會(huì)跟機(jī)器人談戀愛，甚至成為配偶，而且將成為社會(huì)常態(tài)[6]。那么，人機(jī)婚姻的合法性也變成法律問題，人類的思維方式和傳統(tǒng)觀念將與新觀念產(chǎn)生沖突，直接影響到價(jià)值觀和信仰。AI也會(huì)使用戶形成依賴性，而不去對(duì)問題進(jìn)行思考和求解，導(dǎo)致認(rèn)知能力減弱，人類平均智力素質(zhì)將下降。

2.3 人工智能自身的控制與利用

人類思維活動(dòng)豐富多彩，也有情感因素夾雜，機(jī)器難以在短期內(nèi)具備取代人類所有的思維活動(dòng)的能力，但人類受到緩慢生物進(jìn)化的限制，機(jī)器卻能不斷增長(zhǎng)的速度重新設(shè)計(jì)自身。物理學(xué)家斯蒂芬霍金，微軟的創(chuàng)始人比爾·蓋茨和SpaceX的創(chuàng)始人伊隆·馬斯克表示擔(dān)心人工智能可能演變到人類無(wú)法控制的點(diǎn)。2015年12月2日，霍金理論表示，從理論上來說，機(jī)器將超過人類智能，這可能“意味著人類的結(jié)束”。谷歌未來學(xué)家?guī)炱濏f爾預(yù)言，在2045年電腦智能與人腦智能融合，AI的奇點(diǎn)到來。加之，人工智能功耗值較大，普及之后可能存在能源危機(jī)[7]。人工智能必須被很好的控制利用，確保智能的AI是“友好AI”。

3 人工智能研究現(xiàn)狀

在技術(shù)方向上，歐美處于領(lǐng)先水平，擁有雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)，美國(guó)專攻軍用機(jī)器人技術(shù)，歐洲注重醫(yī)療和服務(wù)技術(shù)的研發(fā)，日本則用于仿人和娛樂方面。目前人工智能在機(jī)器人、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別以及專家系統(tǒng)方面都一直處于不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，取得了令人矚目的成果。先進(jìn)的人工智能技術(shù)開始陸續(xù)進(jìn)入到實(shí)用性階段，網(wǎng)絡(luò)，醫(yī)學(xué)，科學(xué)，金融領(lǐng)域中已取得較大進(jìn)展，需要進(jìn)一步發(fā)展的是云機(jī)器人和人腦仿生計(jì)算技術(shù)。

3.1 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)（Expert System）具有相當(dāng)于專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)水平以及解決專門問題的能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是人工智能應(yīng)用研究最活躍和最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一[8]。專家系統(tǒng)是第一批真正成功的人工智能（AI）軟件，它被設(shè)計(jì)為通過推理知識(shí)來解決復(fù)雜的問題，主要表現(xiàn)為IF-THEN規(guī)則而不是通過傳統(tǒng)的程序代碼。第一個(gè)專家系統(tǒng)在20世紀(jì)70年代創(chuàng)建，在20世紀(jì)80年代興起。ES系統(tǒng)能夠高效，迅速，準(zhǔn)確地工作，突破時(shí)間和空間的限制，進(jìn)行有效推理決策，解決那些只有專家才能解決的高難度的復(fù)雜問題。主要在醫(yī)療，交通，家居綜合性領(lǐng)域應(yīng)用，其中醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)研究最多而卓有成效的要數(shù)醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)。而研制實(shí)用的，高性能的專家系統(tǒng)是當(dāng)前人工智能研究的一項(xiàng)主要任務(wù)[9]。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和多媒體技術(shù)的突破，專家系統(tǒng)的研究勢(shì)必更加深入，取得突破性進(jìn)展。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開始于20世紀(jì)80年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的大力發(fā)展以及研究者們不斷對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以其驚人的處理速度和較強(qiáng)的容錯(cuò)能力，表現(xiàn)出良好的智能化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已被用于解決使用普通的基于規(guī)則的編程難以解決的各種各樣的任務(wù)，如計(jì)算機(jī)視覺和語(yǔ)音識(shí)別，且成功率已達(dá)到百分之八九十。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與他技術(shù)組合產(chǎn)生模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)圖像處理與分析各領(lǐng)域[10]。在像素化圖像方面，隨著圖片模糊程度增加，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的成功率會(huì)降低，但仍然能夠達(dá)到50%到75%的成功率[11]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域與生物神經(jīng)系統(tǒng)理論分析和計(jì)算建模相關(guān)，為此神經(jīng)科學(xué)家正在觀察生物過程（數(shù)據(jù)）、神經(jīng)處理和生物似然機(jī)制（生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型），努力建立統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論和信息理論之間的聯(lián)系，使得人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠邁向新的臺(tái)階。

3.3 模式識(shí)別

人工智能方法在模式識(shí)別，數(shù)學(xué)邏輯等領(lǐng)域同樣廣泛運(yùn)用。模式識(shí)別主要是對(duì)已知數(shù)據(jù)樣本中的模式和規(guī)則進(jìn)行識(shí)別和提取，通常旨在為所有可能的輸入提供合理的答案，并考慮到它們的統(tǒng)計(jì)變化來執(zhí)行輸入的“最可能”匹配。通過計(jì)算機(jī)來對(duì)文字，圖像，聲音，物體等模式的自動(dòng)識(shí)別，是智能機(jī)器開發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)[8]。目前模式識(shí)別的識(shí)別速度快，識(shí)別效率和精度也比較高，但主要還是無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)，人為構(gòu)造算法的成分比較大。

3.4 深度學(xué)習(xí)

當(dāng)前，基于人工智能網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)是最熱的研究領(lǐng)域。通過深度學(xué)習(xí)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的特征提取，更加本質(zhì)被Google，F(xiàn)acebook，IBM，百度，NEC以及其他互聯(lián)網(wǎng)公司廣泛使用，來進(jìn)行圖像和語(yǔ)音識(shí)別。互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，為深度學(xué)習(xí)提供了上百萬(wàn)的樣本進(jìn)行訓(xùn)練，目前語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和圖像識(shí)別技術(shù)能夠達(dá)到90%以上的準(zhǔn)確率[12]。深度學(xué)習(xí)技術(shù)目前而言還有許多需要深挖的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒到飽和期。在以前存在硬件上的瓶頸，但隨著NVDIA和一些硬件廠商不斷的升級(jí)計(jì)算工具，硬件的瓶頸基本上消失了。主要是在其他學(xué)科上面，還需要神經(jīng)科學(xué)等的發(fā)展為Machine learning注入新的血液。

4 結(jié)語(yǔ)

AI技術(shù)不斷進(jìn)化，對(duì)各行各業(yè)帶來了顛覆性改變，人工智能正在快速地發(fā)展和改變著人類的生活。目前各個(gè)國(guó)家各大公司都在努力從技術(shù)上突破，并且已經(jīng)取得一定的成果。如今，人工智能堅(jiān)定地扎根于流行文化；智能機(jī)器人出現(xiàn)在無(wú)數(shù)的作品中。AI將潛在地幫助我們開啟新的更先進(jìn)的技術(shù)突破，作為進(jìn)一步的技術(shù)和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的催化劑，引領(lǐng)科學(xué)技的發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]