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什麽是人工智能

人工智能的定義可以分爲兩部分,即“人工”和“智能”。“人工”比較好理解,爭議性也不大。有時我們會要考慮什麽是人力所能及制造的,或者人自身的智能程度有沒有高到可以創造人工智能的地步,等等。但總的來說,“人工系統”就是通常意義下的人工系統。

關于什麽是“智能”,就問題多多了。這涉及到其它諸如意識(consciousness)、自我(self)、思維(mind)(包括無意識的思維)等等問題。人唯一了解的智能是人本身的智能,這是普遍認同的觀點。

但是我們對我們自身智能的理解都非常有限,對構成人的智能的必要元素也了解有限,所以就很難定義什麽是“人工”制造的“智能”了。因此人工智能的研究往往涉及對人的智能本身的研究。其它關于動物或其它人造系統的智能也普遍被認爲是人工智能相關的研究課題。

人工智能目前在計算機領域內,得到了愈加廣泛的重視。並在機器人,經濟政治決策,控制系統,仿真系統中得到應用。

人工智能的研究內容

人工智能的研究是高度技術性和專業的,各分支領域都是深入且各不相通的,因而涉及範圍極廣。人工智能學科研究的主要內容包括:知識表示、自動推理和搜索方法、機器學習和知識獲取、知識處理系統、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等方面。

1)知識表示是人工智能的基本問題之一,推理和搜索都與表示方法密切相關。常用的知識表示方法有:邏輯表示法、産生式表示法、語義網絡表示法和框架表示法等。

2)常識,自然爲人們所關注,已提出多種方法,如非單調推理、定性推理就是從不同角度來表達常識和處理常識的。

3)問題求解中的自動推理是知識的使用過程,由于有多種知識表示方法,相應地有多種推理方法。推理過程一般可分爲演繹推理和非演繹推理。謂詞邏輯是演繹推理的基礎。結構化表示下的繼承性能推理是非演繹性的。由于知識處理的需要,近幾年來提出了多種非演澤的推理方法,如連接機制推理、類比推理、基于示例的推理、反繹推理和受限推理等。

4)搜索是人工智能的一種問題求解方法,搜索策略決定著問題求解的一個推理步驟中知識被使用的優先關系。可分爲無信息導引的盲目搜索和利用經驗知識導引的啓發式搜索。

5)機器學習是人工智能的另一重要課題。機器學習是指在一定的知識表示意義下獲取新知識的過程,按照學習機制的不同,主要有歸納學習、分析學習、連接機制學習和遺傳學習等。

6)知識處理系統主要由知識庫和推理機組成。知識庫存儲系統所需要的知識,當知識量較大而又有多種表示方法時,知識的合理組織與管理是重要的。

人工智能的研究可以分爲幾個技術問題。其分支領域主要集中在解決具體問題,其中之一是,如何使用各種不同的工具完成特定的應用程序。

AI的核心問題包括推理、知識、規劃、學習、交流、感知、移動和操作物體的能力等。強人工智能目前仍然是該領域的長遠目標。目前比較流行的方法包括統計方法,計算智能和傳統意義的AI。

目前有大量的工具應用了人工智能,其中包括搜索和數學優化、邏輯推演。而基于仿生學、認知心理學,以及基于概率論和經濟學的算法等等也在逐步探索當中。

人工智能的應用領域

1、問題求解

人工智能的第一大成就是下棋程序,在下棋程度中應用的某些技術,如向前看幾步,把困難的問題分解成一些較容易的子問題,發展成爲搜索和問題歸納這樣的人工智能基本技術。今天的計算機程序已能夠達到下各種方盤棋和國際象棋的錦標賽水平。但是,尚未解決包括人類棋手具有的但尚不能明確表達的能力。到目前爲止,人工智能程序已能知道如何考慮它們要解決的問題,即搜索解答空間,尋找較優解答。

2、邏輯推理與定理證明

邏輯推理是人工智能研究中最持久的領域之一,其中特別重要的是要找到一些方法,只把注意力集中在一個大型的數據庫中的有關事實上,留意可信的證明,並在出現新信息時適時修正這些證明。對數學中臆測的題。定理尋找一個證明或反證,不僅需要有根據假設進行演繹的能力,而且許多非形式的工作,包括醫療診斷和信息檢索都可以和定理證明問題一樣加以形式化,因此,在人工智能方法的研究中定理證明是一個極其重要的論題。

3、自然語言處理

自然語言的處理是人工智能技術應用于實際領域的典型範例,經過多年艱苦努力,這一領域已獲得了大量令人注目的成果。目前該領域的主要課題是:計算機系統如何以主題和對話情境爲基礎,注重大量的常識——世界知識和期望作用,生成和理解自然語言。這是一個極其複雜的編碼和解碼問題。

4、智能信息檢索技術

信息獲取和精化技術已成爲當代計算機科學與技術研究中迫切需要研究的課題,將人工智能技術應用于這一領域的研究是人工智能走向廣泛實際應用的契機與突破口。

5、專家系統

專家系統是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領域,它是一種具有特定領域內大量知識與經驗的程序系統。

人類專家由于具有豐富的知識,所以才能達到優異的解決問題的能力。那麽計算機程序如果能體現和應用這些知識,也應該能解決人類專家所解決的問題,而且能幫助人類專家發現推理過程中出現的差錯,現在這一點已被證實。如在礦物勘測、化學分析、規劃和醫學診斷方面,專家系統已經達到了人類專家的水平。

人工智能算法

1. 決策樹

2. 隨機森林

3. 邏輯回歸

4. SVM

5. 樸素貝葉斯

6. K最近鄰

7. K均值

8. Adaboost

9. 神經網絡

10. 馬爾可夫

人工智能應用場景

從人工智能的應用場景來看,大概可以劃分6大類:自然語言處理、知識表示、自動推理、機器學習、計算機視覺以及機器人學。其中,每一大類又可以分爲各個小類,比如計算機視覺又可以具體應用到人臉識別以及自動駕駛等多個垂直領域。

正如石墨烯行業最核心的問題是需要找到合理的應用場景一樣,雖然人工智能概念如火如荼,但也需要真正落地找到切實的應用場景,實現良性的商業循環。

目前來說,人工智能的應用層出不窮,湧現了很多企業。比如人工智能可以用到醫療與教育領域,也可以用到物流與安防領域,甚至可以用到軍事領域。在這個過程中,湧現了非常多的垂直領域的公司,但能夠不依靠融資,在商業上獲得正循環的企業並不多。

因此,我們需要考慮的是這些企業的核心競爭力。正如芯片的核心競爭力是光刻機與EDA工具一樣,人工智能的核心競爭力在算法設計能力。騰訊副總裁姚星曾經在展望人工智能行業的發展趨勢時說:“算法,將成爲人工智能時代的‘科技原力’”。

人工智能的算法設計能力公司

一般來說,要設計算法,必須要有相關的科學家或者有研究經曆的工程師,否則很難進行人工智能的算法創新。人工智能的算法設計對數學與計算機技術都是有比較高的要求,不是一般的程序員可以勝任的。

因此,懂算法設計的科學家成爲人工智能公司的核心競爭力之一。

以阿裏巴巴公司爲例子,2017 年 7 月,阿裏巴巴發布“天貓精靈”,其背後的專利包括基于神經網絡的聲紋識別技術。用戶可以使用天貓精靈的對話操作系統,通過語音進行購物和支付,並使用獨特的語音簽名作爲身份驗證的一種形式。那麽,阿裏巴巴的這些人工智能算法是怎麽設計出來的呢?據了解,阿裏人工智能實驗室的首席科學家是王剛。王剛2005年本科畢業于哈爾濱工業大學,2010年在伊利諾伊大學香槟分校獲博士學位。王剛此前在新加坡南洋理工擔任教授,他顯然是一名學院派出身的人工智能專家。

百度公司作爲國內人工智能的領先企業,也曾經聘請了多位人工智能領域的科學家。百度曾聘請余凱、吳恩達、陸奇等人工智能專家擔任高管,這也從側面反應了百度在人工智能領域有很強的算法設計能力。正是在算法設計能力的基礎上,百度才發布了阿波羅無人駕駛系統等人工智能平台。

寒武紀作爲國內第一家發布人工智能芯片的公司,其自主研發的人工智能芯片已經應用于華爲手機。而它的創始人之一陳天石2010年畢業于中國科學技術大學計算機學院,獲工學博士學位。同年陳天石進入中國科學院計算技術研究所工作,研究方向爲計算機體系結構和計算智能,他也是一位具有人工智能算法設計能力的科學家。

曠視科技的聯合創始人與首席技術官唐文斌畢業于清華大學,曾經是清華大學計算機系研究生,他還是全國青少年信息學奧林匹克競賽、首屆“Yao Award”金牌獲得者,他也是具有人工智能算法設計能力的科學工作者。

人工智能的等級劃分

按照智能的高低,人工智能可以分爲三個等級:

弱人工智能(Artificial Narrow Intelligence,簡稱ANI)

強人工智能(Artificial General Intelligence,簡稱AGI)

超人工智能(Artificial Super Intelligence,簡稱ASI)

其中,弱人工智能指的是在單一領域具有一定智能的程序。現在人們所研究出的人工智能基本都屬于弱人工智能這一層次,比如AlphaGo的專屬領域是圍棋,谷歌翻譯的專屬領域是翻譯自然語言。但你沒有辦法讓AlphaGo去烹饪料理,或者讓谷歌翻譯去擊敗橋牌高手。

強人工智能,指的是擁有自我意識的程序,它們具有接近于人類的智能,可以像人類一樣思考、學習、交流、解決問題。這種級別的人工智能,以現在的科技水平還遠遠實現不了。

超人工智能,指的是在所有領域都淩駕于人類智慧的計算機程序,它們善于思考和創新,並且比人類更加聰明。如果在遙遠的未來,真的實現了這樣水平的人工智能,那麽它們在人類面前,恐怕就是神明一樣的存在。

雖然強人工智能和超人工智能還並未真的出現,但是我們的科幻小說家和導演們已經憑借天馬行空的想象力,把一幅幅光怪陸離的未來景象呈現給了我們。其中比較優秀的關于人工智能的電影作品有《終結者》、《人工智能》、《銀翼殺手》、《我,機器人》、《機械姬》等等,衆多作品蘊含了人類對于未來人工智能的期望、懷疑與恐慌,沒看過的同學們推薦一看。

END

遙想未來,當人工智能接近甚至淩駕于人類智慧的時候,它們將會怎樣?是更好地服務于人類,還是給人類帶來滅頂之災,亦或是獨立于人類,與人類互不幹涉地共同生存?真希望有生之年可以看到這一天的到來。

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