人工智能的發(fā)展與應(yīng)用

尹逸卓

摘 要 計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展初期，人類主要依賴計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)高速計(jì)算與數(shù)據(jù)處理。隨著科技的飛速發(fā)展和社會(huì)需求的不斷變化，人們希望計(jì)算機(jī)具有類似人類的智能，從而提供更加人性化的服務(wù)。因此人工智能這一概念被提出并迅速成為一門計(jì)算機(jī)新興學(xué)科。目前，人工智能已經(jīng)在科技、文化、生活等多個(gè)領(lǐng)域與人類活動(dòng)密切相關(guān)。而隨著人工智能的多元化發(fā)展，人們將不斷提出新理論、新方法，使其應(yīng)用于人類社會(huì)的更多方面。

關(guān)鍵詞 人工智能；計(jì)算機(jī)；發(fā)展

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）201-0109-02

人工智能（Artificial Intelligence， AI）是指由人制造出來(lái)的機(jī)器所表現(xiàn)出來(lái)的智能。這是一門研究和開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的技術(shù)方法的一門新的科學(xué)。

它試圖找出智能的本質(zhì)，并對(duì)人類的意識(shí)、思維和信息處理進(jìn)行模擬，通過(guò)核心的算法讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)類似人類的功能。

因此，人工智能不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，同時(shí)也與信息論、仿生學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多門學(xué)科緊密關(guān)聯(lián)。

1 人工智能的發(fā)展

人工智能最早于1965年在Dartmouth學(xué)會(huì)上被提出，隨后被定義為“人工智能就是研究如何使計(jì)算機(jī)去做過(guò)去只有人才能做的智能的工作”[ 1 ]。

在圖靈所著的《計(jì)算機(jī)器與智能》中，討論了人類智能機(jī)械化的可能性并提出了著名的圖靈測(cè)試?yán)碚?，即如果一個(gè)人使用測(cè)試對(duì)象皆理解的語(yǔ)言去詢問(wèn)兩個(gè)他不能看見(jiàn)的對(duì)象（一個(gè)正常思維的人類，一個(gè)機(jī)器）任意一串問(wèn)題，如果經(jīng)過(guò)若干詢問(wèn)以后，這個(gè)人不能得出實(shí)質(zhì)的區(qū)別來(lái)分辨兩個(gè)對(duì)象的不同，則此機(jī)器通過(guò)圖靈測(cè)試。這也成為了人工智能研究領(lǐng)域中最重要的智能標(biāo)準(zhǔn)。此后人工智能的發(fā)展主要分為3個(gè)階段：

第一階段，計(jì)算機(jī)主要被用于學(xué)習(xí)解決代數(shù)問(wèn)題、證明幾何定理、代替人完成部分邏輯推理和問(wèn)題求解等簡(jiǎn)單智能工作，并發(fā)展出“專家系統(tǒng)”這一代表性人工智能程序[ 2 ]。

第二階段，實(shí)現(xiàn)了智能系統(tǒng)與環(huán)境之間的復(fù)雜交互。主要技術(shù)突破為研發(fā)出智能機(jī)器人，能夠根據(jù)環(huán)境變化獲取相關(guān)信息，代替人完成存在不確定性的部分思維任務(wù)。

第三階段，由于海量數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)得到了發(fā)展，基于數(shù)據(jù)挖掘的智能系統(tǒng)也成為研究熱點(diǎn)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器能夠自主學(xué)習(xí)的可能性，人工智能技術(shù)步入高速發(fā)展階段。

2 人工智能的應(yīng)用

人工智能的實(shí)際應(yīng)用體現(xiàn)在圖像和語(yǔ)言理解、人臉識(shí)別、智能搜索、博弈、機(jī)器學(xué)習(xí)等多個(gè)方面。

1）人工智能已經(jīng)在語(yǔ)言和語(yǔ)音識(shí)別方面取得了很大進(jìn)展。

蘋果公司于2007年推出Siri這一人工智能助理軟件，用戶可以使用自然語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，并發(fā)出指令使其完成查找資料、查詢天氣、自動(dòng)撥打電話等多種服務(wù)。微軟亞洲研究院也曾推出人工智能聊天機(jī)器人“微軟小冰”，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與人類對(duì)話功能，并使計(jì)算機(jī)具有學(xué)習(xí)能力，能夠從大量對(duì)話歷史中完善更新算法，從而作出更加人性化的回應(yīng)。另一個(gè)在自然語(yǔ)言處理方面的重要應(yīng)用是翻譯系統(tǒng)。目前計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以自主學(xué)習(xí)多種語(yǔ)言并根據(jù)用戶指令返回十分類似人類語(yǔ)言的翻譯語(yǔ)句。

2）智能推薦系統(tǒng)是隨著人工智能第三階段數(shù)據(jù)挖掘?qū)W科的發(fā)展而衍生的應(yīng)用，如今已經(jīng)滲透在人們生活的各個(gè)角落。

各大在線購(gòu)買平臺(tái)如淘寶、京東商城、亞馬遜都會(huì)根據(jù)用戶搜索歷史、購(gòu)買歷史及好友關(guān)系智能計(jì)算用戶興趣與需求，由此推薦相似或用戶可能感興趣的商品。與此類似，人們常用的搜索引擎、郵箱、社交網(wǎng)絡(luò)等平臺(tái)都會(huì)根據(jù)用戶行為產(chǎn)生算法，從而投放相關(guān)廣告到用戶界面，吸引用戶點(diǎn)擊購(gòu)買。另一方面，國(guó)內(nèi)外流行的電影及音樂(lè)評(píng)分網(wǎng)站同樣會(huì)計(jì)算用戶標(biāo)記的電影音樂(lè)，并根據(jù)不同電影、音樂(lè)間的相似的進(jìn)行權(quán)值計(jì)算，為用戶進(jìn)行智能推薦。這也是人工智能在科技、生活外的文化領(lǐng)域產(chǎn)生的重要應(yīng)用。

3）從人工智能的概念提出之前，人們就致力于人工智能游戲的研究。

早在1951年，西洋跳棋程序和國(guó)際象棋程序就相繼誕生，并在近10年的發(fā)展后已經(jīng)能夠挑戰(zhàn)具有相當(dāng)水平的棋手。1997年，IBM的深藍(lán)戰(zhàn)勝了國(guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫。而今年的人工智能AlphaGo對(duì)戰(zhàn)60名人類頂尖圍棋高手并獲得全勝更是人工智能游戲發(fā)展的里程碑事件。AlphaGo是谷歌公司研發(fā)的人工智能產(chǎn)品，它運(yùn)行在適合加速深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算能力的芯片TPU上，能夠從自我對(duì)弈中強(qiáng)化學(xué)習(xí)，同時(shí)使用更強(qiáng)大的策略和價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。因此人工智能不僅具有應(yīng)有的認(rèn)知能力，甚至已經(jīng)表現(xiàn)出了一定的創(chuàng)造力。

4）人工智能仍在發(fā)展階段并具有廣闊前景的應(yīng)用是無(wú)人車和無(wú)人機(jī)的研究。

無(wú)人車即全自動(dòng)駕駛汽車，其研發(fā)目標(biāo)為不需要駕駛者就能啟動(dòng)、行駛以及停止。無(wú)人車使用的人工智能系統(tǒng)通過(guò)對(duì)照相機(jī)、雷達(dá)感應(yīng)器和激光測(cè)距機(jī)傳回的圖片、數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以實(shí)時(shí)分析當(dāng)前路面情況，并在特殊時(shí)刻迅速、有效地作出反應(yīng)?，F(xiàn)階段谷歌已將大量無(wú)人車投入測(cè)試，并將在未來(lái)幾年投入生產(chǎn)。而人工智能無(wú)人機(jī)不同于當(dāng)前使用遙控操作的無(wú)人機(jī)。人工智能無(wú)人機(jī)將在環(huán)境變化的過(guò)程中學(xué)會(huì)維持穩(wěn)定、找到方向，并自動(dòng)選擇最佳路徑到達(dá)目的地。

3 人工智能的瓶頸與展望

人工智能出現(xiàn)的50年來(lái)，相關(guān)的研究取得了一定的進(jìn)展，但在每個(gè)階段都曾出現(xiàn)過(guò)曲折。人工智能的第一次低谷出現(xiàn)在70年代，因?yàn)橛?jì)算機(jī)性能的瓶頸、計(jì)算復(fù)雜性的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量缺失等問(wèn)題而止步不前。人工智能的第二次低谷為80年代晚期，由于技術(shù)發(fā)展相對(duì)于預(yù)期較為緩慢，短時(shí)間內(nèi)缺少顯著研究成果，導(dǎo)致投資者們失去信心，人工智能遭遇了經(jīng)費(fèi)危機(jī)。總體來(lái)看，人工智能尚缺乏必要的理論。人工智能對(duì)多粒度視覺(jué)信息的處理以及全局性判斷模糊信息處理是極為困難的。而“實(shí)現(xiàn)人類水平的智能”這個(gè)出現(xiàn)伊始即被提出的課題至今沒(méi)有答案，我們也無(wú)法預(yù)測(cè)何時(shí)才會(huì)實(shí)現(xiàn)。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，人工智能的發(fā)展正處于黃金階段，已經(jīng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)最為熱門和最具前景的學(xué)科之一。目前按照人工智能的實(shí)力，人們將其主要分為弱人工智能和強(qiáng)人工智能兩類。弱人工智能是擅長(zhǎng)于單個(gè)方面的人工智能，它讓計(jì)算機(jī)具備觀察和感知的能力，可以做到一定程度的理解和推理。而強(qiáng)人工智能指在各方面都能和人類比肩的人工智能。它可以讓計(jì)算機(jī)獲得自適應(yīng)能力，解決一些之前沒(méi)有遇到過(guò)的問(wèn)題。

近幾年來(lái)，人們又提出了超人工智能的概念。它被定義為“在幾乎所有領(lǐng)域都比最聰明的人類大腦聰明很多，包括科學(xué)創(chuàng)新、通識(shí)和社交技能”?，F(xiàn)在，人類已經(jīng)掌握了若人工智能，并在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)人工智能的過(guò)程中取得了重要進(jìn)展。人工智能科學(xué)的終極目標(biāo)即實(shí)現(xiàn)超人工智能，使計(jì)算機(jī)能夠真正服務(wù)于人類，極大地解放人類勞動(dòng)力。

目前絕大多數(shù)人工智能都是建立在物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)之上的[3]。一旦人們能夠突破這一假設(shè)，找出能與之抗衡的新的理論，人工智能將在短期內(nèi)取得突破性進(jìn)展。

此外，由于人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)與腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)[ 4 ]等交叉構(gòu)成的學(xué)科，隨著生物學(xué)、認(rèn)知學(xué)等的發(fā)展，以及人工智能科學(xué)在更多領(lǐng)域的深入研究，人工智能必將在不久的將來(lái)創(chuàng)造更多成就和社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]派崔克？溫斯頓.人工智能[M].劍橋出版社，1984.

[2]高海，董硯秋，郭巍.計(jì)算機(jī)與人工智能[J].網(wǎng)絡(luò)與信息，2009.

[3]肖斌，薛麗敏，李照順.對(duì)人工智能發(fā)展新方向的思考[J].信息技術(shù)，2009，33（12）：166-168.

[4]史忠植.高級(jí)人工智能[M].北京：科學(xué)出版社，2011.endprint