人工智能技术概述2019

6人工智能技术概述20192.1人工智能技术的产生及其发展人工智能，英文缩写AI，它是一门研究和开发用于模拟和拓展人类智能的理论方法和技术手段的新兴科学技术。智能（intelligence）是人类所特有的区别于一般生物的主要特征。可以解释为人类感知、学习、理解和思维的能力，通常被解释为“人认识客观事物并运用只是解决实际问题的能力……往往通过观察、记忆、想象、思维、判断等表现出来”。人工智能正是一门研究、理解、模拟人类智能，并发现其规律的学科。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”，势必承载着人类科技的发展进步。人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人类智能，但能像人那样思考、更有可能超过人类智能。人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。2.1.1人工智能技术的产生自人类诞生以来，就力图根据当时的认识水平和技术条件，企图用机器来代替人的部分脑力劳动，以提人类智能的能力。经过科技漫长的发展，一直到进入20世纪后，人工智能才相继的出现一些开创性的工作。1936年，年仅24岁的英国数学家A.M.Turing就在他的一篇名为“理想计算机”的论文中提出了著名的图灵机模型，1950年他又在“计算机能思维吗？”一文中提出了机器能够思维的论述，可以说正是他的大胆设想和研究为人工智能技术的发展方向和模式奠定了深厚的思想基础。71956年在美国Dartmouth大学一次历史性的聚会被认为是人工智能科学正式诞生的标志从此在美国开始了以人工智能为研究目标的几个研究组。这其中最著名的当属被称为“人工智能之父”的麦卡锡（McCartney），人工智能的概念正是由他和几位来自不同学科的专家提出来的，这门技术当时涉及到数学、计算机、神经生理学、心理学等多门学科。至此人工智能技术开始作为一门成型的新兴学科开始茁壮的成长。2.1.2人工智能技术的发展20世纪60年代以来，人工智能的研究活动越来越受到重视。为了解释智能的相关原理，研究者们相继对问题求解、博弈、定理证明、程学设计等领域的可能性进行了深入的研究。几十年来，不仅使研究课题有所扩张和深入，而且还逐渐搞清楚了这些课题共同的基本核心问题以及它们和其他学科间的相互关系。而正如社会发展的规律一样，一件新鲜事物的出现也必将经历它的低潮期，在接下来的十多年里，人工高智能也不可避免的进入了自己的低谷期，直到80年到中期开始，有关人工神经元网络的研究取得了突破性的进展才带领人工智能走进全新的发展领域里。1986年Rumelhart提出了反向传播（backpropagation-BP）学习算法，解决了多层人工神经元网络的学习问题，掀起了新的人工神经元网络的研究热潮，人工智能广泛应用于模式识别、故障诊断、预测和智能控制等多个领域。1997年5月，IBM公司研制的“深蓝”计算机，以3.5:2.5的比分，首次在正是比赛中战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫，在世界范围内引起了轰动。这标志着在某些领域，人工智能系统可以达到人类的最高上水平。这也对人工智能的研究起到了相当的推动作用，世界各国开始大力发展人工智能技术，相继成立人工智能研究小组和研究委员会，并兴建人工智能重点实验室，在全世界范围内征集相关人才，这些举动无疑将促进人工智能的全面发展，使人工智能走上新的高度。而就在2016年的3月，谷歌的“阿尔法围棋”又以4:1的比分战胜国际围棋大师李世石，人工智能再次用精湛的棋艺和惊艳的表现征服了世人，让身处大数据时代背景下的人类对人工智能的发展寄予了无限的希望，同时也陷入了无尽的反思。82.1.3人工智能技术的分类目前情况来看，人工智能可以分为两大类：强人工智能和弱人工智能。我们目前所处的还是属于弱人工智能阶段，之所以称之为“弱”，是因为这样的人工智能不具备自我思考、自我推理和解决问题的能力，统筹的讲就是没有自主意识，所以并不能称之为真正意义上的智能。而强人工智能则恰好相反，若能配合合适的程序设计语言，理论上它们便可以有自主感知能力、自主思维能力和自主行动能力。目前关于强人工智能的类型又分为两种：一种是类人的人工智能，机器完全模仿人的思维方式和行为习惯；另一种是非类人的人工智能，机器有自我的推理方式，不按照人类的思维行动模式生产生活。强人工智能技术具有很大的自主意识，它们既可以按照人预先设定的指令具体去做什么，也可以根据具体环境需求自身决定怎么做、做什么，它们具有主动处理事务的能力，也就是说可以不根据人类事先做好的设定而机械的行动。就当下的技术手段程序语言设计发展阶段而言，我们离实现强人工智能还具有不小的距离，但是我们不排除在编程技术实现智能化后，人工智能会带来天翻地覆的变化，到那个时候它们所带来的伦理问题才会是困扰我们的难题。2.2人工智能技术的主要应用领域及其影响相当程度上，2014年可谓“机器人”的元年，而2015年可称“人工智能”的元年。一虚一实的智能热潮，加上时下风起云涌的智能无人车，2016年可算是“新IT”的元年。人类在经历了生机勃勃的“老IT”工业技术（IndustrialTechnology）和万物通连的“旧IT”信息技术（InformationTechnology）之后，终于迎来了以机器人和人工智能为核心的“新IT”智能技术（IntelligentTechnology）和智能产业的新时代。从人类社会的发展进程来看，新IT时代是历史的必然。按照科学哲学家波普尔的观点，世界由三部分组成：物理世界、心理世界和人工世界。农业技术开发了物理世界的地面资源，使人类从追逐食物四处漂泊到安居乐业，确保了我们的生存与发展。科学的兴起，首先解放了我们的心理世界，工业技术随之涌现，极大地扩展了人类的体力和感知能力，使我们能够上天入地开发空间和矿藏资源，大大提高了人类的生活水平。今天，随着智能技术的逐渐成熟，人类面临着开发人工的“第三世界”之伟大任务，也就是说要解放智力，让数据资源、知识9体系和社会智慧成为建设新IT时代的动力，进而把我们带入一个崭新的“智业”社会。2.2.1人工智能技术的主要应用领域人工智能技术是在计算机科学、控制论、信息论、心理学、语言学包括哲学在内的多种学科相互渗透的基础上发展起来的一门新型边缘学科，主要用于研究用机器（主要是计算机）来模范和实现人类的智能行为，经过几十年的发展，人工智能在不少领域得到发展，在我们的日常生活和学习当中也有许多应用。（1）智能感知。智能感知包括模式识别和自然言语理解。人工智能所研究的模式识别是指用计算机代替人类或帮助人类感知的模式，是对人类感知外界功能的模拟，研究的是计算机模式识别系统，也就是使一个计算机系统具有模拟人类通过感官接受外界信息、识别和理解周围环境的感知能力。而自然言语理解，就是让计算机通过阅读文本资料建立内部数据库，可以将句子从一种语言转换为另一种语言，实现对给定的指令获取知识等。此类系统的目的就是建立一个可以生成和理解语言的软件环境。（2）智能推理。智能推理包括问题求解、逻辑推理与定理证明、专家系统、自动程序设计。人工智能的第一个主要成果是一个可以解决问题的国际象棋程序的发展。在象棋应用中的某些技术，如果再往前看几步，可以将很难的问题分为一些比较容易的问题，开发问题搜索和问题还原等人工智能技术。而基于此的逻辑推理也是人工智能研究中最持久的子领域之一。这就需要人工智能不仅需要解决问题的能力，更要有一些假设推理和直觉技巧。在此两者的基础上出现的专家熊就是一个相对完整的智能计算机程序系统，应用大量的专家知识，解决相关领域的难题，经常要在不完全、不精确或不确定的信息基础上作出结论。而所有这三个功能的实现都是最终实现自动程序的基础，让计算机学会人类的编程理论并自行进行程序设计，而这一功能目前最大的贡献之一就是作为问题求解策略的调整概念。（3）智能学习。学习能力无疑是人工智能研究中最突出和最重要的方面之一。学习更是人类智力的主要标志，是获取知识的基本手段。近年来，人工智能技术在这方面的研究取得了一定的进展。包括机器学习，神经网络，计算智能和进化计算。而智能学习正是计算机获得智能的根本途径。此外，机器学习将有助10于发现人类学习的机制，揭示人类大脑皮层的奥秘。所以这是一个一直受到关注的理论领域，思维和行动是创新的，方法也是近乎完美的，但目前的水平还距离理想状态有一定的距离。（3）智能行动。智能行动是人工智能应用最广泛的领域，也是最贴近生活的领域，包括机器人学、智能控制、智能检索、智能调度与指挥、分布式人工智能与Agent、数据挖掘与知识发现、人工生命、机器视觉。智能行动就是对机器人操作程序的研究。从研究机器人手臂相关问题开始，进而达到最佳的规划方法，以获得完美的机器人移动序列为目标，最终成功产生人工生命。而将来智能人工生命的成功研制也必将会作为人工智能技术突破的标志。2.2.2人工智能技术对人类社会的主要影响（1）取代重复简单劳动力人工智能技术的崛起将导致“失业潮”的发生已基本成为行业的共识。“世界经济论坛”2016年年会，基于对全球企业战略高管和个人的调查发布的报告称：未来五年，机器人和人工智能等技术的崛起，将导致全球15个主要国家的就业岗位减少710万个，2/3将属于办公和行政人员。莱斯大学计算机工程教授摩西·瓦迪近日同样表示，今后30年，电脑可以从事人类的所有工作，他预计，2045年的人类失业率将超过50%。（2）新成员进入社会一方面，人们迫切希望人工智能能代替人类在各种各样的劳动中，另一方面，他们担心人工智能的发展会带来新的社会问题。事实上，近年来，社会结构正在悄然的发生变化。社会结构正在由“人-机器”到“人-智能机器-机器”悄然的转变。因此，人们必须开始学习如何与智能机器和睦相处。（3）人类容易滋生惰性思维方式人工智能对知识的掌握将会是动态的，是会不断增加和更新的，而且知识更新的速度远超人类的极限，这势必会影响到人类的思维方式，使得越来越多的人过度的依赖人工智能的计算，从而自身的主动思维能力日渐下降。这会造成人们对于事物和是非的判断能力减弱，到最后只是一味的听取计算机给予的建议，认知能力越来越弱，并逐渐开始对社会产生错觉。并且在日常生活中失去对问题的求知责任感，这或许才是人工智能真正的威胁吧。11（4）像核武器般技术失控任何新技术最大危险莫过于人类对它失去了控制，或者是它落入那些企图利用新技术反对人类的人手中。就像我们现实生活中存在的核武器，在相当长的一段时间内有核国家确实对一些世界邪恶力量起到了震慑作用，可在这个和平年代，我们不得不随时担心核武器所带来的不可控的后果。人类发明了核武器，可越来越发现根本无法控制它所将带来的恐怖影响。如果人工智能技术发展继续遵循武器的发展规律，也必将出现技术失控的现象，而这门技术将带来的负面影响要远大于武器，至于结果，从我们近些年创造的科幻电影就能看得出。2.3对人工智能发展的哲学思考“我们只能向前看到很短的距离，但是我们能够看到仍然有很多事情要做。”①为什么要对人工智能技术进行哲学思考呢？简单的说，哲学是科学的科学，纵观包括人工智能技术在内自然科学的历史，都是在哲学的引领下进步的。所以只有把该想的哲学问题想清楚了，才能使人工智能技术在正确的道路上前进。以计算机技术为主导的一系列自然科学门类为人工智能的实现提供了现实可能性，而哲学思考在对未来技术发展过程中更是不可或缺，它决定着我们能够看多远，并深刻的影响着我们能走多远，以及在前进的路上会有多少阻碍。而介于上文中提到的人工智能的概念，我们不难发现，真正需要我们进行深刻思考的就是可能会出现在未来的强人工智能技术，只有会思考的人工智能客体才会大量的涉及到哲学层面的问题。以下就是笔