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淘知客:人工智能与生活

时间: 2019-05-16阅读:

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人工智能与生活

在日常生活中我们经常听到"人工智能"这个词,那么到底什么是人工智能呢?

人工智能(Artificial Intelligence) ,英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 人工智能是的一个分支,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。

人工智能与生活

人工智能又是怎样产生和发展的呢?

作为一门学科,人工智能于1956年问世,是由"人工智能之父"McCarthy及一批、信息学家、心理学家、神经生理学家、计算机科学家在Dartmouth大学召开的会议上,首次提出。对人工智能的研究,由于研究角度的不同,形成了不同的研究学派。这就是:符号主义学派、连接主义学派和学派。 传统人工智能是符号主义,它以Newell和Simon提出的物理符号系统假设为基础。物理符号系统是由一组符号实体组成,它们都是物理模式,可在符号结构的实体中作为组成成分出现,可通过各种操作生成其它符号结构。物理符号系统假设认为:物理符号系统是智能行为的充分和必要条件。主要工作是"通用问题求解程序"(General Problem Solver, GPS):通过抽象,将一个现实系统变成一个符号系统,基于此符号系统,使用动态搜索方法求解问题。连接主义学派是从人的神经系统结构出发,研究非程序的、适应性的、大脑风格的信息处理的本质和能力,研究大量简单的神经元的集团信息处理能力及其动态行为。

人工智能与生活

人们也称之为神经计算。研究重点是侧重于模拟和实现人的认识过程中的感觉、过程、、记忆和自学习、过程。 行为主义学是从行为心理学出发,认为智能是在与环境的交互作用中表现出来。 人工智能的研究经历了以下几个阶段:

第一阶段:50年代人工智能的兴起和冷落 人工智能概念首次提出后,相继出现了一批显著的成果,如机器证明、程序、通用问题s求解程序、LISP表处理语言等。但由于消解法推理能力的有限,以及机器翻译等的失败,使人工智能走入了低谷。这一阶段的特点是:重视问题求解的方法,忽视知识重要性。

第二阶段:60年代末到70年代,专家系统出现,使人工智能研究出现新高潮 DENDRAL化学分析系统、MYCIN和治疗系统、PROSPECTIOR探矿系统、Hearsay-II语音理解系统等专家系统的研究和开发,将人工智能引向了实用化。并且,1969年成立了国际人工智能联合会议(International Joint Conferences on Artificial Intelligence即IJCAI)。

第三阶段:80年代,随着的研制,人工智能得到了很大发展 日本1982年开始了"第五代计算机研制计划",即"知识信息处理计算机系统KIPS",其目的是使达到数值运算那么快。虽然此计划最终失败,但它的开展形成了一股研究人工智能的热潮。

第四阶段:80年代末,飞速发展 1987年,美国召开第一次神经网络国际会议,宣告了这一新学科的诞生。此后,各国在神经网络方面的投资逐渐增加,神经网络迅速发展起来。

第五阶段:90年代,人工智能出现新的研究高潮 由于网络技术特别是国际互连网的技术发展,人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。不仅研究基于同一目标的分布式问题求解,而且研究多个智能主体的多目标问题求解,将人工智能更面向实用。

另外,由于Hopfield多层神经网络模型的提出,使研究与应用出现了欣欣向荣的景象。人工智能已深入到社会生活的各个领域。 IBM公司"深蓝"电脑击败了人类的世界冠军,美国制定了以多Agent系统应用为重要研究内容的计划,基于Agent技术的Softbot(软机器人)在软件领域和网络中得到了充分应用,同时,美国Sandia实验室建立了国际上最庞大的""实验室,拟通过数据头盔和数据手套实现更友好的人机交互,建立更好的智能。和,声音处理和取得了较好的发展,IBM公司推出了ViaVoice声音识别软件,以使声音作为重要的信息输入媒体。国际各大计算机公司又开始将"人工智能"作为其研究内容。人们普遍认为,计算机将会向网络化、智能化、并行化方向发展。二十一世纪的信息技术领域将会以为中心。 目前人工智能主要研究内容是:分布式人工智能与多智能主体系统、人工思维模型、知识系统(包括专家系统、系统和智能决策系统)、知识发现与(从大量的、不完全的、模糊的、有噪声的数据中挖掘出对我们有用的知识)、遗传与演化计算(通过对生物遗传与进化理论的模拟,揭示出人的智能进化规律)、(通过构造简单的人工生命系统(如:机器虫)并观察其行为,探讨初级智能的奥秘)、人工智能应用(如:模糊控制、智能大厦、智能人机接口、智能机器人等)等。

人工智能与生活

人工智能对于我们的生活来说又是什么呢?一个会做饭的机器人,会动手术的仿生手,还是会下象棋的电脑?

其实您说得都对,然而人工智能对生活的渗透还远远不止这些。"大至火箭发射、太空探测、国防装备,小至手臂机器人、汽车喷漆、无人驾驶汽车、看病诊断、天气预测,包括机器人足球赛等等,无不和智能科学息息相关,它已经深入到百姓日常生活的各个领域。"中科院计算所主任研究员、中国人工智能学会副理事长史忠植为我们描绘了一幅广阔的人工智能图景。

简单地说,人工智能就是运用知识来解决问题,研究人的方法和技术,模仿、延伸和扩展人的智能,从而实现机器智能,使计算机也具有人类听、说、读、写、思考、学习、适应环境变化、解决各种实际问题的能力。然而,细分起来,人工智能却有包括类人行为、类人思维等在内的10种定义方法,史忠植在《智能科学》一书中,详细介绍了这10种定义。

交通:智能系统实现安全畅通

智能交通系统ITS(IntelligentTrans鄄portationSystem)是一种先进的运输管理模式。人工系统主要利用计算机仿真技术,通过监测人们出行的行为计算交通流。比如上下班、接送小孩、上街等产生的交通流,进而研究不同时段的交通特征。人工系统不仅可以作为学习、管理的中心,培训交通管理员和操作员,还可以作为实验与评估的工具。比如,人工系统可以模拟交通事故或恶劣天气,以此观测紧急情况造成的道路拥堵情况和对其他路段的影响。

一个成功的智能交通系统,要做到人、车、路整个大系统的协调,通过搜集信息来计算:路能容纳多少车,客流量需要多少车,车怎么发挥最大的效益,最终做到有人必有车,有车必有路。

农业:专家系统会诊作物生长

农业方面,人工智能的应用有一个很重要的部分——农业专家系统。农业专家系统用来做什么?众所周知,专家系统是一类包含知识和推理的智能计算机程序。农业专家系统可以代替农业专家群体走向地头,进入普通农家,并指导农民科学种田。

农业专家系统包含了农业各个领域的专家经验、知识,如作物栽培、植物保护、配方施肥、农业经济效益分析等等。例如,针对作物不同时期和不同环境条件出现的各种症状,诊断可能出现的病虫灾害,病虫害防治专家系统提出了有效的防治方法。栽培管理专家系统是在各个作物的不同生育期,根据不同的生态条件,进行科学的农事安排,包括栽培、施肥、灌水、植物保护等。

医学:机器代替专家看病

世界上第一个专家系统DENDRAL是化学分析专家系统,于1968年研制成功。9年后,我国也有了第一个专家系统——中医关幼波肝炎诊断治疗程序,这也是国际上第一个中医专家系统。

然而,人工智能在医学上的应用还远远不止这些。最近,就有苏格兰的一家假肢制造公司推出了一种每根手指都装有电动机的人造手,能够帮助患者抓取东西、操作键盘等。此外,将微型智能机器人应用在体内手术上,不用开颅,开一个小口,把机器人放进去,到指定的位置疏通血管或者切除病变组织;或是把胶囊形状的图像探测机器人吞入腹中,消化道的图像就可以显示出来,达到检查消化道的目的。随着科学家们对人类大脑和神经系统的研究越来越多,许多科学家断言:机器的智能会迅速超过阿尔伯特·爱因斯坦和霍金的智能之和。到21世纪中叶,人类生命的形式也许会发生变化。智能芯片的植入将增强人类的思考能力,并且开始向一种新型的人/机复合智能形式过渡。

家居:个性化的生活方式

智能家居系统——为普通消费者提供人性化、主动管家式的服务系统。当主人外出时,可以命令各种系统自动工作,比如关掉冷气、音响和电视机的电源,接电话自动留言等。当主人回家后,可以发出指令,打开空调,调节室内光线,开启自动做饭系统做饭、煮咖啡等。不少科学家目前还在构想未来的智能化厨房,它将通过互联网与超市相连。用扫描仪记录冰箱中食品的条形码,将信息送入计算机;当食品快用完时,它就会自动打出订货清单,通过互联网送到超市,商店则会及时发送当天订购的货物;如果储存的食品将要超过保质期,冰箱还会自动发出警告。

"然而,目前的智能家居还处于研究试验阶段。"王飞跃解释说,"成本是最大的问题,而另一个更加重要的条件是将人的因素放入智能家居系统的研究中,不能让人改变自己去适应这个系统,一定是这个系统符合人的心理。现在的智能家居只适合高智能的人使用,而不适合普通人使用。人们真正需要的是傻瓜型的智能家居,能体帖到用户的需求并方便'交流'的智能家居。"

人工智能与生活

未来:智能实现"心想事成"

"人工智能发展到高级的阶段,就可以真正实现'心想事成'。比如,你想知道我在想什么,立即就可以通过脑电波和人工智能技术获取。脱离通常的计算机上网方式,通过脑电波和英特网随时随处获取信息,这样人类就真正进入到了一个新型的智能化社会。"中科院计算所主任研究员、中国人工智能学会副理事长史忠植笑着说,"信息的来源就好像我们需要灯光时打开电源开关一样简单,不管怎么理解,科学的发展最终是要真正服务于人类的。"

"目前我们需要解决的问题还有许多:包括通过脑科学和智能科学结合探讨人的本质、思维过程;解决计算机的高性能和它的低智能方面的矛盾;通过把信息、脑、生物和纳米技术结合,使得我们人类具有各种各样的传感器。"史忠植强调,特别是智能技术、生物技术与纳米技术相结合,研制具有生物特征的智能机,将是21世纪高技术革命的突破口。生物智能的体积可以很小,与生物体同质,能够植入人脑,成为人机共生体,这样就真正出现了人机共同思考的时代。

在机器智能中,有一个正在研究的全新的发展思路,那就是将机器智能与动物智能结合起来,从而形成一个更有效的高级智能系统。何华灿介绍说:"比如在地震之后,抢险人员要迅速了解废墟下是否有人,就可以将机器与老鼠结合运用。目前的智能机器人可以做得很小,但其行为能力和智能远不如老鼠;老鼠的体积比较小,容易钻到废墟下,但是无法听人指挥并告知人它所看到的一切。如果机器能破译老鼠的语言和脑电波,通过在老鼠体内植入专门芯片,将机器与老鼠连在一起,机器就可以指挥老鼠的行动方向,理解老鼠感觉到的一切,从而快速了解地下的情况,找到遇险人员,实施有效的救助。这是一条既经济又快捷的形成高级智能系统的途径和方法,当然,这项研究才刚刚开始,许多还只是设想。"

发展人工智能的终极目标是让机器成为人类得心应手的助手,成为人类团队的后备力量。在一项工作中,人类进行高级决策,把体力上和低级脑力上的劳动交给机器来处理,人机合一,提高效率,生活也将变得更加便利。人工智能将成为人们生活上的好帮手。

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