計算機(jī)人工智能技術(shù)研究進(jìn)展和應(yīng)用分析

劉艷春

【摘? 要】得益于計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能技術(shù)不斷突破技術(shù)瓶頸，進(jìn)入了新的發(fā)展階段，并且大幅提升了人類社會的智能化水平，使人們生活的便捷性增強(qiáng)。論文主要對計算機(jī)時代下人工智能技術(shù)的概念進(jìn)行闡述，對人工智能技術(shù)的發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀和實際應(yīng)用展開分析與闡述，旨在為相關(guān)人員提供參考。

【Abstract】Benefited from the rapid development of computer technology， artificial intelligence technology continues to break through the technical bottlenecks， entered a new stage of development， and greatly improved the intelligent level of human society， making people's life more convenient. This paper mainly expounds the concept of artificial intelligence technology in the computer age， analyzes and expounds the development process， development status and practical application of artificial intelligence technology， aiming at providing a reference for relevant personnel.

【關(guān)鍵詞】計算機(jī);人工智能技術(shù);應(yīng)用

【Keywords】computer; artificial intelligence technology; application

【中圖分類號】TP18? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）09-0176-03

1 引言

人工智能技術(shù)已經(jīng)成為目前最受社會關(guān)注的新興科技之一，隨著該技術(shù)在各行業(yè)和領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷深入，人們的工作和生活方式不斷向智能化方向發(fā)展，工作和學(xué)習(xí)效率都得到了質(zhì)的飛躍，未來，人工智能技術(shù)也必然會獲得更加廣闊的發(fā)展前景。

2 人工智能技術(shù)概述

人工智能是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，這門學(xué)科的主要目標(biāo)是了解人類智能的本質(zhì)，并通過將人類智能轉(zhuǎn)移到智能機(jī)器中，使智能機(jī)器能在不同應(yīng)用場景下做出類人思維的反應(yīng)。人工智能是一項綜合了多項高新科技的綜合性學(xué)科，包含5項核心技術(shù)，分別是計算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理、機(jī)器人技術(shù)和生物識別技術(shù)。其中，機(jī)器學(xué)習(xí)是實現(xiàn)計算機(jī)人工智能技術(shù)的核心技術(shù)，該技術(shù)使智能機(jī)器在算法復(fù)雜度理論、凸分析、統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科的支持下，能自主模擬人類行為。目前已經(jīng)發(fā)表的機(jī)器學(xué)習(xí)策略主要包括模擬人腦的機(jī)器學(xué)習(xí)和采用數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法2種策略。其中模擬人腦的機(jī)器學(xué)習(xí)策略又可細(xì)分為符號學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，符號學(xué)習(xí)是以認(rèn)知心理原理為基礎(chǔ)，在機(jī)器中輸入符號數(shù)據(jù)，用推理過程在圖或狀態(tài)空間中搜索并進(jìn)行符號的運算，對概念性和規(guī)則性知識的學(xué)習(xí)能力較為突出，如示例學(xué)習(xí)、記憶學(xué)習(xí)、演繹學(xué)習(xí)等;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)是從微觀生理角度對人腦活動進(jìn)行模擬，利用函數(shù)結(jié)構(gòu)模型代替人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以函數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)運算，并在數(shù)據(jù)迭代過程中在系數(shù)向量空間中搜索，對函數(shù)型問題具有較好的學(xué)習(xí)能力，如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)、修正學(xué)習(xí)等。采用數(shù)學(xué)方法的機(jī)器學(xué)習(xí)主要是利用統(tǒng)計機(jī)器，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，擬定超參數(shù)，輸入樣本數(shù)據(jù)后根據(jù)不同的運算策略對模型進(jìn)行訓(xùn)練，最后根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行結(jié)果預(yù)測。

3 人工智能技術(shù)的發(fā)展歷程

3.1 人工智能技術(shù)的興起

自人工智能的概念在20世紀(jì)50年代被首次提出，逐漸形成了以機(jī)器定理證明、LISP語言等技術(shù)為代表的經(jīng)典技術(shù)，人工智能技術(shù)正式興起。雖然新興技術(shù)的興起獲得了廣泛的關(guān)注，但由于人工智能技術(shù)涵蓋的學(xué)科和技術(shù)范圍過大，興起階段的該技術(shù)的理論知識、產(chǎn)品應(yīng)用、發(fā)展應(yīng)用等均存在明顯缺陷。除此之外，計算機(jī)技術(shù)在當(dāng)時也并不成熟，當(dāng)時的計算機(jī)編程和計算水平較為落后，很多超前的想法以當(dāng)時的技術(shù)水平來說實現(xiàn)較為困難。在多種因素的影響下，人工智能技術(shù)在興起階段并未得到快速發(fā)展。

3.2 人工智能技術(shù)的高速發(fā)展

人工智能技術(shù)這一概念在提出后近20年的時期中其發(fā)展始終處于停滯狀態(tài)，直至20世紀(jì)70年代，該領(lǐng)域的專家研發(fā)出全新的人工智能專家系統(tǒng)DENDRAL，該系統(tǒng)的誕生帶動人工智能技術(shù)邁向新的發(fā)展階段，并且在這之后進(jìn)入高速發(fā)展時期。日本始終重視本國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，并且在20世紀(jì)80年代提出“科技立國”的政策，此后很長一段時間，日本依托此國策使經(jīng)濟(jì)得到迅速恢復(fù)和發(fā)展。在1982年，日本國內(nèi)對第五代計算機(jī)的研究以失敗告終，但此次研究中提出了新的計算機(jī)算法和邏輯程序語言Prolog，Prolog在處理自然語言過程中具有比LISP語言更好的應(yīng)用效果，這一創(chuàng)新進(jìn)一步促進(jìn)了人工智能技術(shù)的發(fā)展。人工智能技術(shù)的發(fā)展建立在多項先進(jìn)學(xué)科共同發(fā)展的基礎(chǔ)上，與其他技術(shù)相比，人工智能技術(shù)在處理數(shù)據(jù)、整合資源方面具有更大優(yōu)勢。

3.3 人工智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

3.3.1 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)指的是一種智能計算機(jī)程序系統(tǒng)，是人工智能技術(shù)應(yīng)用最為廣泛也最為重要的領(lǐng)域之一，系統(tǒng)中涵蓋大量某領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，通過應(yīng)用人類在該領(lǐng)域中的專家級別知識來為用戶解決在該領(lǐng)域中遇到的問題。專家系統(tǒng)有效地將人類智能延伸到專業(yè)領(lǐng)域中，實現(xiàn)了理論研究向?qū)嶋H應(yīng)用方向過渡的目標(biāo)，大幅提高了人類對專業(yè)問題的處理效率，并且專家系統(tǒng)依托復(fù)雜的算法能對專業(yè)問題未來發(fā)展的可能性進(jìn)行更全面的計算，工作效率甚至?xí)热祟悓＜腋咝?、更?zhǔn)確。隨著對專家系統(tǒng)研究的不斷深入，目前很多專家系統(tǒng)都能依據(jù)對人類行為的模擬在不同的應(yīng)用場景中作出智能化的反應(yīng)和判斷，并且能夠利用知識庫，深入挖掘復(fù)雜問題的內(nèi)在聯(lián)系。專家系統(tǒng)已經(jīng)在多個領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，幫助企業(yè)更客觀地摸索市場規(guī)律，從而作出正確的生產(chǎn)決策、調(diào)度規(guī)劃、資源配置計劃等，大幅提高了企業(yè)經(jīng)營的科學(xué)性，使企業(yè)能在節(jié)省生產(chǎn)成本的同時，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。專家系統(tǒng)的構(gòu)架如圖1所示。

3.3.2 模式識別

模式識別是利用計算機(jī)技術(shù)將識別對象按一定特征歸類為不同類別，目前人工智能技術(shù)在模式識別中的主要研究方向包括語音語言信息處理、計算機(jī)視覺、腦網(wǎng)絡(luò)組等，希望通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)對復(fù)雜信息的識別和處理，這一應(yīng)用能促進(jìn)多個行業(yè)向智能化方向發(fā)展，如軍事領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等。

3.3.3 機(jī)器人學(xué)

機(jī)器人學(xué)的主要研究方向是機(jī)器人的設(shè)計、制造和應(yīng)用，隨著人工智能技術(shù)的成熟與應(yīng)用，機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且在不同行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，日常生活中常見的機(jī)器人包括掃地機(jī)器人、迎賓機(jī)器人、快遞機(jī)器人、早教機(jī)器人、無人機(jī)等，人們可以利用可移動設(shè)備對其進(jìn)行操作，極大程度地提高了人們生活的智能性和便捷性。

3.3.4 機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器設(shè)備并不具備自主思考能力，在不同應(yīng)用場景下的反應(yīng)主要是依托計算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和算法對人類思維模式進(jìn)行模擬，并將人類行為進(jìn)行充分消化以使自身性能得到優(yōu)化，能對不同問題進(jìn)行處理。機(jī)器學(xué)習(xí)是一項涵蓋多個學(xué)科且復(fù)雜程度很高的科學(xué)，包含統(tǒng)計學(xué)、概率學(xué)、算法復(fù)雜度理論等，是人工智能的核心技術(shù)，也是推動計算機(jī)向智能化方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

3.3.5 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能技術(shù)自進(jìn)入高速發(fā)展時期后廣泛研究的重點內(nèi)容。利用計算機(jī)算法將人腦神經(jīng)元進(jìn)行簡單化、抽象化、模式化，并構(gòu)建成與人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)相似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟與發(fā)展為專家系統(tǒng)、模式識別、機(jī)器人學(xué)、生物、經(jīng)濟(jì)等多個學(xué)科的發(fā)展提供了技術(shù)支持，解決了很多人工智能技術(shù)發(fā)展中的實際難題。

4 人工智能技術(shù)的應(yīng)用

4.1 人工智能技術(shù)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用

4.1.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理

人工智能技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互相依存、互相促進(jìn)、共同發(fā)展，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多個方面都有深入的應(yīng)用。其中，在網(wǎng)絡(luò)安全管理方面主要有如下應(yīng)用：

①智能防火墻技術(shù)。防火墻技術(shù)隨著計算機(jī)的普迅速發(fā)展，應(yīng)用人工智能技術(shù)的防火墻技術(shù)比傳統(tǒng)防火墻技術(shù)的性能更加優(yōu)異。智能防火墻技術(shù)具有智能記憶功能，能自動記錄并儲存歷史處理病毒的記錄，在后續(xù)應(yīng)用過程中依據(jù)記錄直接優(yōu)化計算機(jī)匹配環(huán)節(jié)，減少計算機(jī)數(shù)據(jù)量，提高防火墻的隔離病毒能力。另外，智能防火墻還能結(jié)合用戶的需求，對用戶不需要的彈窗功能、訪問權(quán)限、有害信息等進(jìn)行智能化攔截。

②計算機(jī)入侵檢測。防火墻的主要功能就是為計算機(jī)設(shè)備創(chuàng)造安全的運行環(huán)境，保證系統(tǒng)和內(nèi)部數(shù)據(jù)不被侵害。計算機(jī)入侵檢測功能是保障防火墻正常工作的基礎(chǔ)功能模塊，對提高計算機(jī)數(shù)據(jù)的安全性和可靠性具有直接的影響。應(yīng)用人工智能技術(shù)的入侵檢測功能，能對計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行智能化分析和處理，根據(jù)預(yù)定算法將處理數(shù)據(jù)整理成為入侵檢測報告，讓用戶能全面地掌握計算機(jī)設(shè)備的安全狀態(tài)。

③垃圾郵件智能化處理。該技術(shù)依托人工智能技術(shù)中的模式識別功能，對接收郵件進(jìn)行掃描和歸類，發(fā)現(xiàn)垃圾郵件后直接將其標(biāo)注為垃圾郵件，為用戶發(fā)出風(fēng)險警告，避免用戶因誤操對計算機(jī)系統(tǒng)造成損害。

4.1.2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理

人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用促進(jìn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向智能化方向發(fā)展。在實際應(yīng)用中，除計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理模塊外，還能解決多種網(wǎng)絡(luò)管理問題。隨著計算機(jī)技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)呈爆炸式增長，網(wǎng)絡(luò)管理工作量和工作難度都達(dá)到了空前高度，通過應(yīng)用人工智能技術(shù)，能大幅提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理效率，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理效能。

4.2 人工智能技術(shù)在企業(yè)管理中的應(yīng)用

企業(yè)是市場經(jīng)濟(jì)活動的主要參與主體，是維持市場經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運行和發(fā)展的關(guān)鍵要素，在企業(yè)生產(chǎn)活動中科學(xué)地應(yīng)用人工智能技術(shù)，能有效提高企業(yè)的生產(chǎn)能力，促進(jìn)企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。具體應(yīng)用渠道如機(jī)械自動化、智能監(jiān)控、推薦系統(tǒng)、用戶購物行為分析、零售分析、數(shù)據(jù)提取、文本歸類、文章摘要等，從員工工作的細(xì)微之處實現(xiàn)工作效率上的提升，進(jìn)而提升企業(yè)整體的運行效率。對工業(yè)行業(yè)來說，應(yīng)用機(jī)械自動化技術(shù)還能有效降低傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中對人工的依賴性，大幅提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)能力，在行業(yè)發(fā)展的過程中起到了非常積極的促進(jìn)作用。人工智能技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域如圖2所示。

4.3 人工智能技術(shù)在航空航天技術(shù)中的應(yīng)用

航空航天技術(shù)是目前人類最高科技的集合體，涵蓋眾多學(xué)科，如信息技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、生物技術(shù)、天文學(xué)、生命科學(xué)等，對提高國家的國防力量、提高國家的國際地位、促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長都具有非常重要的意義。航天器設(shè)計是航空航天領(lǐng)域中的關(guān)鍵工作之一，而遠(yuǎn)程控制又是航空航天技術(shù)長久發(fā)展以來研究的重點，因我國對該技術(shù)的研發(fā)起步較晚，我國對航空航天技術(shù)的研發(fā)存在重重困難，但經(jīng)過國家和科技工作者的不懈努力，目前我國航空航天技術(shù)已處于世界先進(jìn)水平。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于航天遠(yuǎn)程控制中，利用智能系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集、處理和儲存，如通過采集航天器的軌道信息，并以此分析航天器的運行狀態(tài)，根據(jù)分析結(jié)果制定運行決策，對提高航天器的運行安全性和運行質(zhì)量都是非常重要的舉措，推動國家航空航天事業(yè)獲得進(jìn)一步發(fā)展。

4.4 人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用

目前，人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，使醫(yī)護(hù)人員的工作內(nèi)容不斷得到優(yōu)化，提高工作效率，還有效提高了國家醫(yī)療水平。具體應(yīng)用包括以下幾項內(nèi)容：

①在電子病歷中的應(yīng)用。傳統(tǒng)就醫(yī)診斷環(huán)節(jié)，醫(yī)生都需要以手寫方式記錄病患病例，并根據(jù)病例詳細(xì)列出治療方案，工作量大，且效率較低，病例保存便捷性較差。通過應(yīng)用電子病例，不僅能大幅減少病例記錄的工作量，還能在醫(yī)療系統(tǒng)中直接勾選治療所需藥品，完成病例及用藥的勾選后打印即可，既能大幅提高工作效率，還能將病例在計算機(jī)中進(jìn)行儲存，且現(xiàn)階段病例文件的儲存格式不再局限于文字，語音和圖像也可被添加到病例中，提高醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性。

②在健康管理中的應(yīng)用。在現(xiàn)代醫(yī)療中應(yīng)用人工智能技術(shù)，對病患的病情進(jìn)行智能化分析，能使醫(yī)生對疑難病癥的分析更加全面準(zhǔn)確，制定針對性更強(qiáng)的醫(yī)療方案，提高醫(yī)療水平，為改善患者的健康狀況提供輔助。

5 結(jié)語

綜上所述，計算機(jī)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，對社會各行業(yè)都產(chǎn)生了不同程度的影響，人們的工作和生活方式得到優(yōu)化和改變，國家科技水平也不斷提升。加強(qiáng)對計算機(jī)人工智能技術(shù)的研究，推動人工智能技術(shù)在各個行業(yè)中的應(yīng)用，讓人們能切身感受到科技為生活帶來的改變，對促進(jìn)人類社會的發(fā)展具有非常重要的意義。

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