人工智能的发展现状与未来展望
姓名:李博澄
学号:14020110018
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【嵌牛导读】:现在人工智能大火也引起了人们的担忧,那么我们所担心的能否成为现实呢?
【嵌牛鼻子】:人工智能、发展现状、展望
【嵌牛提问】:人工智能的现状和未来展望?
【嵌牛正文】:
1引言
2016年年初,韩国围棋国手李在石与围棋程序AlphaGo对弈中首战失利,再一次将人工智能拉入了公众的视野,使其成为2016年度话题度最高的科技之一。不可否认,近些年来人工智能发展迅速,很多人工智能产品已经开始进入人们的家中,如扫地机器人、智能保姆等,虽然它们还没有美国大片《终结者》中所描述得那么先进,但从前遥不可及的人工智能概念正在一步步变为现实却是不争的事实。人工智能的现状如何,它又将如何发展,都是学界较为关注的课题。
2人工智能综述
2.1人工智能的概念
人工智能即AI,其英文全称为ArtificialIntelligence。人工智能的概念要从人工和智能两方面来了解,所谓人工就是指人工智能脱胎于人类的文明,是人类智慧的产物;而智能则是指具有人工智能的计算机或其他�子设备可以模拟人类的智能行为和思维方式,人工智能是计算机科学的一个分支,它的近期主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智能功能,并开发相关理论和技术。
2.2人工智能的现实应用
如今的人工智能机器,可以在胜任一些复杂脑力劳动的同时,辅助人类进行记忆和逻辑运算等活动。现阶段学者已经研制出了一些可以模拟人类精神活动的电子机器,经过完善升级,这些电子机器将有希望超越人类的能力,协助人类完成一些执行难度较大的工作。但是目前研制出的自动化系统或者机器人虽然可以代替部分人类劳动,却还没有到达可以实现人类多方面协调和自我学习升级的智能水平,要制造出一款可以完全拥有人类智慧的机器,还需进一步深入研究。还有一些人工智能产物经常应用于各种商业用途,例如单位内部的客户信息系统,决策支持系统,以及我们在世面上可以看见的医学顾问、法津顾问等软件。
3人工智能发展现状
3.1智能接口技术研究现状
人工智能接口研究就是为了实现人机交流,为此学者必须从理论和实践两方面努力,解决计算机对文字和语言的理解与翻译、对自我的表达等功能问题。由于智能接口技术的研究和应用,计算机技术的发展获得了极大的推动力,在运行速率和人机交流等方面都有巨大提升。
3.2数据挖掘技术研究现状
数据挖掘技术主要是对各类模糊的、大量的应用数据、人未知的、潜在已经存在的数据进行整理挖掘进行细致的研究,寻找出对研究有用的数据。目前,数据库、人工智能、数理统计已经成为数据挖掘技术的三大技术支撑,以基础理论、发现算法、可视化技术、知识表示方法、半结构化等作为研究内容,为数据挖掘技术的发展提供理论和技术支持。
3.3主体系统研究现状
主体系统可以实现机器意图和想法的生成,是一种智能方面更接近人类的自主性实体系统。自主系统可以完成一些相对独立、自主的任务,甚至可以通过调整自我状态,应对环境和特殊情况的变化,进而保证自身规划任务的完成。在多主体系统研究中,主要是从物理和逻辑思维方面对主体进行智能行为的分析研究。
4人工智能发展中面临的问题
4.1识别功能的困惑
计算机识别技术研究在近些年取得了大量成果,其产品的实际应用范围较广,但不可否认的是,计算机识别的模式是基于一定的算法和程序设定的,其识别机制完全不同于人类的感官识别,因此,在计算机进行识别,尤其是图形识别时,对各种印刷体、文字、指纹等清晰图形可以快速识别,但对于相似度较高的物体,计算机识别能力相对较弱,识别失败的情况较为普遍。语音识别主要研究各种语音信号的分类。语音识别技术近年来发展很快,但是缺点是识别极易受到干扰,发音不标准的语音较易引发识别错误。
4.2GPS功能的局限性
GPS是企图实现一种不依赖于领域知识求解人工智能问题的通用方法,但是问题内部的表达形式和领域知识是分不开的,用谓词逻辑进行定理归结或者人工智能通用方法GPS,都可以从分析表达能力上找出其局限性,这样就减少了人工智能的应用范围[1]。
5人工智能的未来应用展望
人工智能与人生活最息息相关的应用范围就是融入人们的衣食住行和教育等方面,这也是人工智能未来最普遍的应用方向。
5.1无人驾驶的汽车
奔驰、丰田等很多大型汽车企业都在研究�o人驾驶的汽车,像007电影中的那种拥有自主辨别路况、自动驾驶等功能的汽车也许很快就会成为现实。自动驾驶的汽车要搭载的技术并不只人工智能一种,它还需要将自动控制和视觉计算等新型技术集成应用,改变现有汽车的体系结构,赋予其自动识别、分析和控制的能力。因此,自动驾驶汽车需要实现三方面的技术突破:其一,实现利用摄像设备、雷达和激光测距机来获得路况信息;其二,实现利用地图进行自动的车辆导航;其三,根据已有信息数据对车辆的速度和方向进行控制。未来的自动驾驶汽车还可以通过车辆之间的信息互通和互相感应,来协调车速和方向,避免车辆碰撞,实现自动驾驶车辆的安全行进。
5.2智能化的课堂
当前已经有一些智能化的教学软件,教师们可以在这些软件上把教学课件传送给学生,并进行授课答题,学生还可以与教师弹幕互动,使课堂变得妙趣横生,方便了教师的授课活动。对于学生而言,能够在期末十分便捷地回顾上课的错题,甚至能够在几年后翻阅学习过的课件;对于教师而言,能够精细地知道学生对知识的掌握程度,甚至能够发现最积极和最懈怠的学生。未来的智能课堂将更具有时间延展性,学生不仅可以在课堂学习知识,还可以利用智能电子设备进行课前预习和课后复习,从而使学生可以在更加趣味性的氛围中进行自主学习安排。
5.3自动化的厨房
今后的厨房将会更加智能化,当你做饭时,设定好你想要的菜谱,准备好所需的食材,烹调设备即可将饭菜制作得恰到好处。它会根据你食材的新鲜程度,为你推荐最适合的菜谱,并计算出其营养参考标准,并为你推荐其他食物,使膳食营养均衡。当你家中某样食材不足时,物流公司便会将时下最新鲜的这一食材送至你家中[2]。
6结语
人工智能这一概念是在1956年提出的,在当时,人工智能还只是人们头脑中的一种幻想,而在60年后的今天,人工智能的梦想已经逐渐照进现实,它甚至渗透进了工业、医学、服务等多个领域,可以说人工智能正在改变着我们生活的世界。但对于人工智能这个人类创造出来的技术,人们也存在一定的担忧,人工智能将向何方发展?人工智能发展到极致会不会脱离人类的控制?人工智能会不会超越人类的智慧?在诸多问题围绕下,人工智能技术依然在迅猛发展,它的未来如何,让我们拭目以待。
参考文献:【1】王宇楼.人工智能的现状及今后的发展趋势展望[J].科技展望,2016(22):299.
【2】吕泽宇.人工智能的历史、现状与未来[J].信息与电脑(理论版),2016(13):166-167.
人工智能发展综述
摘要近十多年来,随着算法与控制技术的不断提高,人工智能正在以爆发式的速度蓬勃发展。并且,随着人机交互的优化、大数据的支持、模式识别技术的提升,人工智能正逐渐的走入我们的生活。本文主要阐述了人工智能的发展历史、发展近况、发展前景以及应用领域。
1.引言人工智能(ArtificialIntelligence)简称AI,是麦卡赛等人在1956年的一场会议时提出的概念。
近几年,在“人机大战”的影响下,人工智能的话题十分的火热,特别是在“阿尔法狗”(AlphaGo)战胜李世石后,人们一直在讨论人是否能“战胜”自己制造的有着大数据支持的“人工智能”,而在各种科幻电影的渲染中,人工智能的伦理性、哲学性的问题也随之加重。
人工智能是一个极其复杂又令人激动的事物,人们需要去了解真正的人工智能,因此本文将会对什么是人工智能以及人工智能的发展历程、未来前景和应用领域等方面进行详细的阐述。
2.图灵测试人们总希望使计算机或者机器能够像人一样思考、像人一样行动、合理地思考、合理地行动,并帮助人们解决现实中实际的问题。而要达到以上的功能,则需要计算机(机器人或者机器)具有以下的能力:
自然语言处理(naturallanguageprocessing)
知识表示(knowledgerepresentation)
自动推理(automatedreasoning)
机器学习(machinelearning)
计算机视觉(computervision)
机器人学(robotics)
这6个领域,构成了人工智能的绝大多数内容。人工智能之父阿兰·图灵(AlanTuring)在1950年还提出了一种图灵测试(TuringTest),旨在为计算机的智能性提供一个令人满意的可操作性定义。
关于图灵测试,是指测试者在与被测试者(一个人和一台机器)隔开的情况下,通过一些装置(如键盘)向被测试者随意提问。进行多次测试后,如果有超过30%的测试者不能确定出被测试者是人还是机器,那么这台机器就通过了测试,并被认为具有人类智能。
图灵测试是在60多年前就已经提出来了,但是在现在依然适用,然而我们现在的发展其实远远落后于当年图灵的预测。
在2014年6月8日,由一个俄罗斯团队开发的一个模拟人类说话的脚本——尤金·古斯特曼(EugeneGoostman)成为了首个通过图灵测试的“计算机”,它成功的使人们相信了它是一个13岁的小男孩,该事件成为了人工智能发展的一个里程碑。
在2015年,《Science》杂志报道称,人工智能终于能像人类一样学习,并通过了图灵测试。一个AI系统能够迅速学会写陌生文字,同时还能识别出非本质特征,这是人工智能发展的一大进步。
3.人工智能发展历史①1943-1955年人工智能的孕育期
人工智能的最早工作是WarrenMcCulloch和WalterPitts完成的,他们利用了基础生理学和脑神经元的功能、罗素和怀特海德的对命题逻辑的形式分析、图灵的理论,他们提出了一种神经元模型并且将每个神经元叙述为“开”和“关”。人工智能之父图灵在《计算机与智能》中,提出了图灵测试、机器学习、遗传算法等各种概念,奠定了人工智能的基础。
②1956年人工智能的诞生
1956年的夏季,以麦卡锡、明斯基、香农、罗切斯特为首的一批科学家,在达特茅斯组织组织了一场两个月的研讨会,在这场会议上,研究了用机器研究智能的一系列问题,并首次提出了“人工智能”这一概念,人工智能至此诞生。
③1952-1969年人工智能的期望期
此时,由于各种技术的限制,当权者人为“机器永远不能做X”,麦卡锡把这段时期称作“瞧,妈,连手都没有!”的时代。
后来在IBM公司,罗切斯特和他的同事们制作了一些最初的人工智能程序,它能够帮助学生们许多学生证明一些棘手的定理。
1958年,麦卡锡发表了“ProgramwithCommonSense”的论文,文中他描述了“AdviceTaker”,这个假想的程序可以被看作第一个人工智能的系统。
④1966-1973人工智能发展的困难期
这个时期,在人工智能发展时主要遇到了几个大的困难。
第一种困难来源于大多数早期程序对其主题一无所知;
第二种困难是人工智能试图求解的许多问题的难解性。
第三种困难是来源于用来产生智能行为的基本结构的某些根本局限。
⑤1980年人工智能成为产业
此时期,第一个商用的专家系统开始在DEC公司运转,它帮助新计算机系统配置订单。1981年,日本宣布了“第五代计算机”计划,随后美国组建了微电子和计算机技术公司作为保持竞争力的集团。随之而来的是几百家公司开始研发“专家系统”、“视觉系统”、“机器人与服务”这些目标的软硬件开发,一个被称为“人工智能的冬天”的时期到来了,很多公司开始因为无法实现当初的设想而开始倒闭。
⑥1986年以后
1986年,神经网络回归。
1987年,人工智能开始采用科学的方法,基于“隐马尔可夫模型”的方法开始主导这个领域。
1995年,智能Agent出现。
2001年,大数据成为可用性。
4.人工智能发展近况4.1人机博弈在1997年时,IBM公司的超级计算机“深蓝”战胜了堪称国际象棋棋坛神话的前俄罗斯棋手GarryKasparov而震惊了世界。
在2016年时,Google旗下的DeepMind公司研发的阿尔法围棋(AlphaGo)以4:1的战绩战胜了围棋世界冠军、职业九段棋手李世石,从而又一次引发了关于人工智能的热议,随后在2017年5月的中国乌镇围棋峰会上以3:0的战绩又战胜了世界排名第一的柯洁。
2017年1月6日,百度的人工智能机器人“小度”在最强大脑的舞台上人脸识别的项目中以3:2的成绩战胜了人类“最强大脑”王峰。1月13日,小度与“听音神童”孙亦廷在语音识别项目中以2:2的成绩战平。随后又在1月21日又一次在人脸识别项目中以2:0的成绩战胜了“水哥”王昱珩,更在最强大脑的收官之战中战胜了人类代表队的黄政与Alex。
4.2百度大脑2016年9月1日,百度李彦宏发布了“百度大脑”计划,利用计算机技术模拟人脑,已经可以做到孩子的智力水平。李彦宏阐述了百度大脑在语音、图像、自然语言处理和用户画像领域的前沿进展。目前,百度大脑语音合成日请求量2.5亿,语音识别率达97%。
“深度学习”是百度大脑的主要算法,在图像处理方面,百度已经成为了全世界的最领先的公司之一。
百度大脑的四大功能分别是:语音、图像,自然语言处理和用户画像。
语音是指具有语音识别能力与语音合成能力,图像主要是指计算机视觉,自然语言处理除了需要计算机有认知能力之外还需要具备推理能力,用户画像是建立在一系列真实数据之上的目标用户模型。
4.3工业4.0工业4.0是由德国提出来的十大未来项目之一,旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂。
工业4.0已经进入中德合作新时代,有明确提出工业生产的数字化就是“工业4.0”对于未来中德经济发展具有重大意义。
工业4.0项目主要分为三大主题:智能工厂、智能生产、智能物流。
它面临的挑战有:缺乏足够的技能来加快第四次工业革命的进程、企业的IT部门有冗余的威胁、利益相关者普遍不愿意改变。
但是随着AI的发展,工业4.0的推进速度将会大大推快。
5.人工智能的应用领域人工智能可以渗透到各行各业,领域很多,例如:
①无人驾驶:它集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体,是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物世界上最先进的无人驾驶汽车已经测试行驶近五十万公里,其中最后八万公里是在没有任何人为安全干预措施下完成的。英国政府也在资助运输研究实验室(TRL),它将在伦敦测试无人驾驶投递车能否成功用于投递包裹和其他货物,使用无人驾驶投递车辆将成为在格林威治实施的众多项目之一。
②语音识别:该技术可以使让机器知道你在说什么并且做出相应的处理,1952年贝尔研究所研制出了第一个能识别10个英文数字发音的系统。在国外的应用中,苹果公司的siri一直处于领先状态,在国内,科大讯飞在这方面的发展尤为迅速。
③自主规划与调整:NASA的远程Agent程序未第一个船载自主规划程序,用于控制航天器的操作调度。
④博弈:人机博弈一直是最近非常火热的话题,深度学习与大数据的支持,成为了机器“战胜”人脑的主要方式。
⑤垃圾信息过滤:学习算法可以将上十亿的信息分类成垃圾信息,可以为接收者节省很多时间。
⑥机器人技术:机器人技术可以使机器人代替人类从事某些繁琐或者危险的工作,在战争中,可以运送危险物品、炸弹拆除等。
⑦机器翻译:机器翻译可以将语言转化成你需要的语言,比如现在的百度翻译、谷歌翻译都可以做的很好,讯飞也开发了实时翻译的功能。
⑧智能家居:在智能家居领域,AI或许可以帮上很大的忙,比如模式识别,可以应用在很多家居上使其智能化,提高人机交互感,智能机器人也可以在帮人们做一些繁琐的家务等。
6.人工智能算法的实现6.1专家系统专家系统是一个智能计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说,专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题,简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
知识库是专家系统质量是否优越的关键所在,即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。一般来说,专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的,用户可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高专家系统的性能。
6.2机器学习机器学习(MachineLearning,ML)是一门涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等的多领域交叉学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,以获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能,它是人工智能的核心,是使计算机具有智能的根本途径,也是深度学习的基础。
机器学习领域的研究工作主要围绕以下三个方面进行:
(1)面向任务的研究
研究和分析改进一组预定任务的执行性能的学习系统。
(2)认知模型
研究人类学习过程并进行计算机模拟。
(3)理论分析
从理论上探索各种可能的学习方法和独立于应用领域的算法
机器学习是继专家系统之后人工智能应用的又一重要研究领域,也是人工智能和神经计算的核心研究课题之一。但是现有的计算机系统和人工智能系统没有什么学习能力,至多也只有非常有限的学习能力,因而不能满足科技和生产提出的新要求。
6.2.1遗传算法遗传算法(GeneticAlgorithm)是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。它借鉴生物界的进化规律(适者生存,优胜劣汰遗传机制)进行随机化搜索,它是由美国的J.Holland教授1975年首先提出,其主要特点是直接对结构对象进行操作,不存在求导和函数连续性的限定;具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力;采用概率化的寻优方法,能自动获取和指导优化的搜索空间,自适应地调整搜索方向,不需要确定的规则。遗传算法的这些性质,已被人们广泛地应用于组合优化、机器学习、信号处理、自适应控制和人工生命等领域,它是现代有关智能计算中的关键技术。
遗传算法示意图6.2.2DeepLearningDeepLearning即深度学习,深度学习是机器学习研究中的一个新的领域,其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络,它模仿人脑的机制来解释数据,例如图像,声音和文本。是机器学习中一种基于对数据进行表征学习的方法。
他的基本思想是:假设我们有一个系统S,它有n层(S1,…Sn),它的输入是I,输出是O,形象地表示为:I=>S1=>S2=>…..=>Sn
=>O,如果输出O等于输入I,即输入I经过这个系统变化之后没有任何的信息损失,设处理a信息得到b,再对b处理得到c,那么可以证明:a和c的互信息不会超过a和b的互信息。这表明信息处理不会增加信息,大部分处理会丢失信息。保持了不变,这意味着输入I经过每一层Si都没有任何的信息损失,即在任何一层Si,它都是原有信息(即输入I)的另外一种表示。DeepLearning需要自动地学习特征,假设我们有一堆输入I(如一堆图像或者文本),假设设计了一个系统S(有n层),通过调整系统中参数,使得它的输出仍然是输入I,那么就可以自动地获取得到输入I的一系列层次特征,即S1,…,Sn。对于深度学习来说,其思想就是对堆叠多个层,也就是说这一层的输出作为下一层的输入。通过这种方式,就可以实现对输入信息进行分级表达了。
深度学习的主要技术有:线性代数、概率和信息论;欠拟合、过拟合、正则化;最大似然估计和贝叶斯统计;随机梯度下降;监督学习和无监督学习深度前馈网络、代价函数和反向传播;正则化、稀疏编码和dropout;自适应学习算法;卷积神经网络;循环神经网络;递归神经网络;深度神经网络和深度堆叠网络;
LSTM长短时记忆;主成分分析;正则自动编码器;表征学习;蒙特卡洛;受限波兹曼机;深度置信网络;softmax回归、决策树和聚类算法;KNN和SVM;
生成对抗网络和有向生成网络;机器视觉和图像识别;自然语言处理;语音识别和机器翻译;有限马尔科夫;动态规划;梯度策略算法;增强学习(Q-learning)。
7.人工智能的未来随着人工智能的发展,人工智能将会逐渐走入我们的生活、学习、工作中,其实人工智能已经早就渗透到了我们的生活中,小到我们手机里的计算机,Siri,语音搜索,人脸识别等等,大到无人驾驶汽车,航空卫星。在未来,AI极大可能性的去解放人类,他会替代人类做绝大多数人类能做的事情,正如刘慈欣所说:人工智能的发展,它开始可能会代替一部分人的工作,到最后的话,很可能他把90%甚至更高的人类的工作全部代替。吴恩达也表明,人工智能的发展非常快,我们可以用语音讲话跟电脑用语音交互,会跟真人讲话一样自然,这会完全改变我们跟机器交互的办法。自动驾驶对人也有非常大的价值,我们的社会有很多不同的领域,比如说医疗、教育、金融,都会可以用技术来完全改变。
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全球人工智能产业发展现状及发展趋势浅析
人工智能是指使用机器代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能,是研究、模拟人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学,其本质是对人的意识和思想的信息过程的模拟。人工智能是一种尖端技术,是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,它给经济、政治、社会等带来了颠覆性的影响,或将改变未来的发展格局。在21世纪,人工智能已逐渐成为全球各国新一轮科技战和智力战的必争之地,全球围绕人工智能领域的布局抢位日趋激烈。
一、全球人工智能发展现状
2021年7月8日,世界人工智能大会在上海开幕。根据统计数据评分,全球人工智能排名前10的国家依次为:美国、中国、韩国、加拿大、德国、英国、新加坡、以色列、日本和法国。其中,中国的综合得分为50.6分,美国为66.31分。
(一)美国着重国家和经济安全,力争保持全球领导地位
美国人工智能战略和政策的着力点在于保持其全球“领头羊”地位,并期望对人工智能的发展始终具有主动性与预见性。美国自2013年开始就发布了多项人工智能计划,并提及人工智能在智慧城市、自动驾驶和教育等领域的应用和愿景。2016年,美国将人工智能上升至国家战略层面,出台了《国家人工智能研究与发展计划》,从政策、技术、资金等方面给予一定的支持和保障。特朗普政府执政后,于2019年2月发布了第13859号总统行政令—《维持美国在人工智能领域领导地位的倡议》,从国家战略层面提出美国未来发展人工智能的指导原则,明确指出要集中联邦政府资源发展人工智能,扩大美国的繁荣,增强国家和经济安全,力图保持其在人工智能时代的全球领导地位。2021年6月,拜登政府宣布成立了由12名学术界、政界和产业界人士组成的国家人工智能研究资源工作组(NAIRR),他们将制定一项计划,让人工智能研究人员获得更多政府数据、计算资源和其他工具。该项计划基本继承了《2020年美国人工智能倡议法》的战略诉求。NAIRR的创建是美国政府加速美国国内技术进步的更广泛努力的一部分,美国参议院批准了2500亿美元的投资,用于从人工智能到量子通信等科学研究,这意味着,人工智能战略是拜登政府战略重心之一。
(二)韩国加快构建可持续的人工智能技术能力
韩国拥有雄厚的ICT产业发展根基,这为其发展人工智能奠定了良好的研发与应用生态基础。2018年5月15日,韩国第四次工业革命委员会审议并通过《人工智能研发战略》(以下简称《战略》),旨在重点推广人工智能技术进步,并加快AI在各领域的创新发展,打造世界领先的人工智能研发生态,构建可持续的人工智能技术能力。韩国认为人工智能是经济与社会大变革的核心动力之一,但其AI技术能力与中国和美国相比仍有较大差距,因此提升人工智能技术能力迫在眉睫,事关其能否在第四次工业革命中占得技术主导权。为了加快经济和社会的创新发展,为产业注入新的活力,韩国于2019年12月17日公布了《国家人工智能战略》,旨在凝聚国家力量、发挥自身优势,实现从“IT强国”到“人工智能强国”的转变。根据预算,相关措施若得以实施,到2030年,韩国将在人工智能领域创造455万亿韩元(约合2.7万亿元人民币)的经济效益。
(三)加拿大大力发展人工智能产学研用聚集中心
2017年3月,加拿大政府发布了全球首个人工智能国家战略计划——《泛加拿大人工智能战略(PanCanadianArtificialIntelligenceStrategy)》,计划拨款1.25亿加元支持AI研究及人才培养。该计划还提出了“增加加拿大优秀人工智能研究人员和熟练毕业生的数量”“在加拿大埃德蒙顿、蒙特利尔和多伦多3个主要人工智能中心建立互联的科学卓越节点”“在人工智能发展的经济、伦理、政策和法律意义上发展全球思想领导”以及“支持国家人工智能研究团体”等目标。此外,加拿大在全国范围内形成了数个有代表性城市的人工智能产学研用聚集中心,正是这些中心支撑起了加拿大人工智能发展的基本格局。这些聚集中心包括蒙特利尔、多伦多、埃德蒙顿、滑铁卢、温哥华和魁北克等城市,它们构成了加拿大人工智能研究的中坚力量。如果将加拿大人工智能领域看作一个生态系统,风险投资机构、加速器或孵化器以及公共非盈利机构构成了这个生态系统的土壤,为加拿大人工智能的研发和应用提供基础;各个人工智能产学研用聚集中心有其不同的偏重方向,就像不同种类的作物;各个聚集中心培育出来的初创企业,是人工智能服务人类生活的直接载体,就如作物结出的花朵与果实;国家和地方的政策支持、各领域方向的人才团队构成了人工智能生态的空气和养分;同时,加拿大社会开放,具备吸引外国投资机构、企业实体和人才的良好环境,为整个人工智能生态系统提供了有益补充。
(四)欧盟构建可信人工智能框架,抢占全球伦理规则主导权
欧盟很早就把发展以智能化为基础的经济模式作为其主要战略目标,注重在研发和人才上的投入,但由于缺乏风险资本和私募股权投资,以及民众过多顾虑隐私保护等问题,其在人工智能上的发展落后于中国和美国。为改变这一现状,欧盟采取多种措施大力发展人工智能,发力构建可信人工智能,力争取得全球主导权。2018年4月,欧洲25个国家签署了《人工智能合作宣言》,从国家战略合作层面来推动人工智能发展,确保欧洲人工智能研发的竞争力,共同面对人工智能在社会、经济、伦理及法律等方面的机遇和挑战。2018年12月,欧盟发布了《人工智能协调计划》,提出要进一步增加资金投入、深化人工智能技术创新与应用、完善人才培养和技能培训、构建欧洲数据空间、建立人工智能伦理道德框架、促进公共部门人工智能技术使用、加强国际合作等行动,推进欧洲人工智能的开发与应用,实现欧盟和各国人工智能投资收益最大化,推动发展符合欧中价值观和伦理观念的人工智能,力争在伦理与治理领域占据全球领先地位。欧盟于2020年2月发布的《人工智能白皮书—欧洲追求卓越和信任的策略》,透露了欧盟人工智能将由“强监管”转向“发展和监管并重”,在促进人工智能广泛应用的同时,解决新技术使用所产生的风险问题。
二、我国人工智能发展现状
我国人工智能产业在政策、资本、市场需求的共同推动和引领下快速发展。产业上,我国人工智能企业“质、量”兼顾,同步发展,集聚发展效应明显,产业规模不断扩大,产业链布局不断完善。技术上,论文数量不断攀升,在复杂的国际环境下我国迎难而上,芯片产业突破明显,在国际竞赛中我国企业成果颇丰。为进一步推动技术创新,诸多高校设置人工智能相关专业、成立人工智能学院。融合上,我国人工智能与实体经济融合在广度和深度上都进一步深化,全国人工智能产业形成了特色化的发展格局。
2015年7月,国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》。《指导意见》将人工智能作为其主要的十一项行动之一,并明确提出,依托互联网平台提供人工智能公共创新服务,加快人工智能核心技术突破,促进人工智能在智能家居、智能终端、智能汽车、机器人等领域的推广应用;进一步推进计算机视觉、智能语音处理、生物特征识别、自然语言理解、智能决策控制以及新型人机交互等关键技术的研发和产业化。2016年3月,国务院发布《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要(草案)》,人工智能概念进入“十三五”重大工程。2017年3月十二届全国人大五次会议上,“人工智能”首次被写入政府工作报告;7月,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,明确指出新一代人工智能发展分三步走的战略目标,到2030年使中国人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平,成为世界主要人工智能创新中心;10月,人工智能进入十九大报告,将推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合;12月,《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》的发布,它作为对7月发布的《新一代人工智能发展规划》的补充,详细规划了人工智能在未来三年的重点发展方向和目标,每个方向的目标都做了非常细致的量化。工信部为加快推动我国新一代人工智能产业创新发展,组织实施了人工智能产业创新任务揭榜挂帅工作,在人工智能项目攻关、选才用才方面效果显著。
相关数据显示,2020年人工智能行业核心产业市场规模将超过1500亿元,预计在2025年将超过4000亿元,中国人工智能产业在各方的共同推动下进入爆发式增长阶段,市场发展潜力巨大,未来中国有望发展为全球最大的人工智能市场。
我国高度重视人工智能技术进步与行业发展,人工智能已上升为国家战略。在此背景下,许多地方出台促进人工智能发展的政策,针对人工智能开展了布局,以广东省为例,广州、深圳、佛山等不少基础雄厚的城市都在积极谋划创建人工智能试验区,其中佛山市提出要“创建国家新一代人工智能创新发展试验区”,这一举措对区域在人工智能发展赛道抢占先机十分有利,对于区域人工智能发展有着显著的带动效果。在产业布局方面,佛山市因地制宜,将人工智能与工业制造进行融合。作为全国制造业的重要基地,佛山拥有2.16万亿的工业产值,对促进人工智能和实体经济融合发展有着大量的需求,可以实现人工智能技术在区域的产业化发展。2021年7月,《佛山市推进制造业数字化智能化转型发展若干措施》提出,“建设数字化智能化示范工厂、示范车间,支持技术改造升级”,加大金融财政支持力度、推动产业链协同、增强产业数字化智能化供给能力多措并举,以加快佛山制造业数字化、网络化、智能化转型升级。8月,佛山市南海区对外释放在人工智能方面的新布局,通过聚焦前沿技术,引进高科技企业和高端人才项目,联合高校科研院所共同攻克人工智能领域关键核心技术,一系列举措阐释着佛山市南海区全力打造国内一流的人工智能创新高地,助力打造佛山市制造业数字化智能化转型发展引领区,赋能佛山制造业升级提速的信心。这是佛山市南海区制造业高质量发展的表现,也是佛山市南海区在人工智能发展到新一阶段的布局升级,同时也反映了地方政府在新的时期发展和布局人工智能的信心与决心。
三、人工智能未来发展趋势
在未来的数十年里,人工智能有可能会极大地改变人类社会结构和生存方式。人工智能技术加速融入经济社会发展各领域全过程已是大势所趋。人工智能在重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局方面将发挥出重要作用。我国面临中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局,将以国内国际两个大局、发展安全两件大事为出发点,充分发挥海量数据和丰富应用场景优势,促进人工智能与实体经济深度融合,赋能传统产业转型升级,催生新产业新业态新模式。在加强核心技术攻关、加快新型基础设施建设、推动人工智能和实体经济融合发展、规范行业发展和完善行业治理等方面持续发力,促进人工智能创新发展。
参考资料
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2.李月白,江晓原.钱学森与20世纪80年代的人工智能热.2019-11
3.广州日报.2020中国人工智能产业白皮书:五年内市场规模预计超过4000亿元.2021-2
4.李贺南,陈奕彤,宋微.2020年韩国人工智能国家战略.2020-4
5.韩联社.韩国斥巨资大力发展人工智能.2020
6.江丰光,熊博龙,张超.我国人工智能如何实现战略突破——基于中美4份人工智能发展报告的比较与解读.2020-1
来源:中国网
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人工智能的未来发展前景:当前困境和未来可能
但所有这些成功都是有限的。深蓝、沃森和AlphaGo都是高度专业化的、目的单一的机器,只能在一件事上做得很好。深蓝和沃森不能下围棋,AlphaGo不能下国际象棋或参加Jeopardy,甚至最基本的水平都不行。它们的智能范围非常狭窄,也不能泛化。
沃森已经在医疗诊断等应用中取得了很多成果,但它基本上仍然只是一个必须为特定领域专门调制的问答机器。深蓝拥有大量关于国际象棋策略的专门知识和百科全书式的开放知识。AlphaGo是用更通用的架构构建的,但其代码中仍然有很多人工编码的知识。我不是轻视或低估他们的成就,但认识到他们还没有做成的事也是很重要的。
我们还没能创造出可以解决多种多样不同类型问题的人工通用智能(artificialgeneralintelligence)。我们还没有听一两年人类对话的录音就能自己说话的机器。尽管AlphaGo通过分析数千局比赛然后又进行更多的自我对弈而「学会」了下围棋,但这同样的程序却不能用来掌握国际象棋。
同样的一般方法呢?也许可以吧。但我们目前最好的成就离真正的通用智能还很远——真正的通用智能能灵活地无监督地学习,或能足够灵活地选择自己想要学习的内容,不管那是玩棋盘游戏,还是设计PC板。
人工智能的未来发展前景:当前困境和未来可能
迈向通用人工智能
我们如何从狭窄的、特定领域的智能迈向更通用的智能呢?这里说的「通用智能」并不一定意味着人类智能,但我们确实想要机器能在没有编码特定领域知识的情况下解决不同种类的问题。我们希望机器能做出人类的判断和决策。
这并不一定意味着机器将实现创造力、直觉或本能等没有数字类比的概念。通用智能将具备处理多种类型的任务和适应未曾预料的情形的能力。一个通用智能无疑可以实现「正义」和「公平」这样的概念:我们已经在谈论人工智能对法律系统的影响了。
我们先以自动驾驶汽车来证明我们所面临的问题。要实现自动驾驶,汽车需要将模式识别和其它能力整合到一起,包括推理、规划和记忆。它需要识别模式,这样才能对障碍物和街道标志做出反应;它需要推理,这样才能理解交通规则和解决像避开障碍物等任务;它需要规划以获得从当前位置到目标位置的路径,并同时考虑到交通状况等其它模式。
它需要不断重复做这些事,不断更新它的解决方案。但是,即使一辆自动驾驶汽车整合了所有这些人工智能,它也不具备我们所期望的通用智能应该具备的灵活性。你不会期待一辆自动驾驶汽车能和你交谈或布置你的花园。将从一个领域学习到的知识应用到另一个领域的迁移学习是非常困难的。
你也许可以重新加工其中许多软件组件,但那只能指出缺少了什么:我们当前的人工智能能为特定问题提供范围狭窄的解决方案,它们并不是通用的问题解决者。你可以将范围狭窄的人工智能叠加到一起(一辆车可以带有能谈论去哪里、进行餐厅推荐和与你下棋让你不会感觉无聊的Bot),但狭窄人工智能的叠加永远不能得到一个通用人工智能。通用人工智能的关键不是有多少种能力,而是这些能力的整合。
尽管神经网络这样的方法原本是为模拟人脑过程而开发的,但许多人工智能计划已经放弃了模仿生物大脑的概念。我们不知道大脑的工作方式;神经网络计算是非常有用的,但它们并没有模拟人类的思维。
在《ArtificialIntelligence:AModernApproach》一书中,PeterNorvig和StuartRussell写道:“当莱特兄弟和其他人停止模仿鸟类并开始学习空气动力学时,对『人工飞行』的追求才获得成功。”
类似地,要取得成功,人工智能不需要将重点放到模仿大脑的生物过程上,而应该尝试理解大脑所处理的问题。可以合理地估计,人类使用了任意数量的技术进行学习,而不管生物学层面上可能会发生什么。这可能对通用人工智能来说也是一样:它将使用模式匹配(类似AlphaGo),它将使用基于规则的系统(类似沃森),它将使用穷举搜索树(类似深蓝)。
这些技术没有一种能与人类智能直接对应。人类比任何计算机都做得更好的是构建他们的世界的模型,并根据这些模型采取行动。
超越通用智能后的下一步是超智能(super-intelligence或hyper-intelligence)。目前我们还不清楚如何区分通用人工智能和超智能。我们期望超智能系统会具备创造力和直觉等性质吗?鉴于我们对人类的创造力还不甚理解,思考机器的创造力就更为困难了。
围棋专家称AlphaGo的一些落子是“创造性的”;但它们源自与其它所有落子完全一样的过程和模式,而并非以一种新的视角看待这项游戏。同样算法的重复应用可能会产生让人类感到惊讶或意外的结果,但仅仅的惊讶并不是我们所说的“创造力”。
将超智能看作一个规模问题会更容易一点。如果我们可以创造「通用智能」,可以很容易估计出它将很快就比人类强大成千上万倍。或者,更准确地说,通用人工智能要么将显著慢于人类思维,难以通过硬件或软件加速;要么就将通过大规模并行和硬件改进而获得快速提速。
我们将从数千个内核GPU扩展到数千个芯片上的数以万亿计的内核,其数据流来自数十亿的传感器。在第一种情况中,当加速变缓时,通用智能可能不会那么有趣(尽管它将成为研究者的一次伟大旅程)。在第二种情况中,其增速的斜坡将会非常陡峭、非常快。
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训练还是不训练
AlphaGo的开发者声称使用了远比深蓝更通用的算法来训练人工智能:他们制作了一个只具备最少围棋知识策略的系统,学习主要是通过观察围棋比赛获得。这指明了下一个大方向:我们可以从机器基于标注数据的监督学习走向机器依靠自己组织和结构化数据的无监督学习吗?
YannLeCun曾在Facebook的一篇帖子中说到:“在我们想要得到真正的人工智能之前,我们必须解决无监督学习的问题。”
要对照片分类,一个人工智能系统首先会获得数百万张已经正确分类了的照片;在学习了这些分类之后,它还要使用一系列标注了的照片进行测试,看它们是否能够正确标注这个测试集。如果没有标注,机器又能做什么?如果没有元数据告诉机器“这是鸟,这是飞机,这是花”,它还能发现照片中重要的内容吗?机器能像人和动物一样,只需观察远远更少的数据就能发现模式吗?
人类和动物都可以从相对很少的数据中构建模型和抽象:比如,我们不需要几百万张图像才能识别出一种新的鸟或在一座新城市找到我们的路。研究者正在研究的一个问题是对视频的未来画面的预测,这将需要人工智能系统构建对世界运作方式的理解。
有可能开发出能应对全新环境的系统吗?比如在冰面汽车会难以预料的打滑。人类可以解决这些问题,尽管它们不一定很擅长。无监督学习指出,光是靠更好更快的硬件,或开发者只是用当前的库进行开发,问题将无法得到解决。
有一些学习方法处在监督学习和无监督学习的中间。在强化学习中,系统会被给予一些代表奖励(reward)的值。机器人可以穿过一片地面而不跌倒吗?机器人可以不用地图就驾驶汽车穿过市中心吗?奖励可以被反馈给系统并最大化成功的概率。(OpenAIGym是一个很有潜力的强化学习框架)。
在一端,监督学习意味着再现一组标记,这在本质上是模式识别,而且容易发生过拟合。在另一个极端,完全无监督学习意味着学习归纳性地推理关于一个情形的情况,这还需要算法上的突破。半监督学习(使用最少的标注)或强化学习(通过连续决策)代表着这些极端之间的方法。我们将看到它们能达到哪种程度。
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智能的意义
我们所说的「智能」是一个根本性的问题。在Radar2014年的一篇文章中,BeauCronin出色地总结了许多人工智能的定义。我们对人工智能的期待严重依赖于我们希望用人工智能做什么。对人工智能的讨论几乎总是开始于图灵测试。
图灵假设人们可以通过聊天的方式与计算机交互:他假设了一种与计算机的沟通方式。这个假设限制了我们期望计算机做的事:比如,我们不能期望它能驾驶汽车或组装电路。这也是一个故意的模棱两可的测试。计算机的答案可能是闪烁其词的或完全不正确的,正确无误不是重点。人类智能也可能会是闪烁其侧或不正确的。我们不大可能将正确无误的人工智能误解为人类。
如果我们假设人工智能必须被嵌入到能够运动的硬件中,比如机器人或自动驾驶汽车,我们会得到一组不同的标准。我们会要求计算机在它自己的控制下执行一个定义不清的任务(比如开车到一家商店)。我们已经打造出了在路线规划和驾驶上比大多数人类都做得更好的人工智能系统。
谷歌的自动驾驶汽车负有责任的那次事故的原因是该算法被修改得更像人类一样驾驶,并由此带来了人工智能系统通常不会具备的风险。
自动驾驶汽车还有很多没能解决的困难问题:比如在暴风雪的山路上行进。不管人工智能系统是嵌入在汽车里,还是无人飞行器或人形机器人里,其所面临的问题本质上是类似的:在安全、舒适的环境中执行是很容易的;而在高风险、危险的情形中则艰难得多。
人类也不擅长这些任务,尽管图灵所期望的对话中人工智能是回避式的或甚至会错误地回答问题,但在高速路上驾驶时,模糊或不正确的方案却是不能接受的。
可以执行物理行为的人工智能迫使我们思考机器人的行为。应该用什么样的道德来规范自主机器人?阿西莫夫的机器人定律?如果我们认为机器人不应该杀死或伤害人类,武器化的无人机已经打破了这道界限。尽管典型的问题「如果事故不可避免,自动汽车应该撞向婴儿还是老奶奶?」是虚假的道德,但这个问题也有一些更为严肃的版本。
为了避免会杀死其内部乘客的事故,自动驾驶汽车应该冲向人群吗?抽象地回答这个问题很容易,但很难想象人类会愿意购买会牺牲他们而不伤害旁观者的汽车。我怀疑机器人将来能够回答这个问题,但它也必然会在福特、通用、丰田和特斯拉的董事会上得到讨论。
我们可以通过对话系统或自主机器人系统的复杂度分布来更为简单地定义人工智能,并说人工智能只是单纯关于构建能回答问题和解决问题的系统。能够回答问题和推理复杂逻辑的系统是我们已经开发了好些年的「专家系统」,其中大部分都嵌入在沃森中。(AlphaGo解决的是不同类型的问题。)
但是,正如BeauCronin指出的那样,解决对人类来说存在智力挑战的问题是相对简单的;更困难的是解决对人类来说很简单的问题。很少有三岁孩童能下围棋。但所有的三岁孩童都能认出自己的父母——而不需要大量有标注的图像集。
我们所说的「智能」严重依赖于我们想要该智能所做的事,并不存在一个能够满足我们所有目标的单个定义。如果没有良好定义的目标来说明我们想要实现的东西或让我们衡量我们是否已经实现了它的标准,由范围狭窄的人工智能向通用人工智能的转变就不会是一件容易的事。
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助手还是主角?
人工智能的新闻报道聚焦于能够自主行为的机器自主系统。这么做有充足的理由:它有趣、性感、且有点令人害怕。在观看人类辅助AlphaGo下棋的同时,很容易去幻想一个由机器主宰的未来。然而相较于自动化设备,人工智能有更多超过人类的东西。真正的价值——人工智能或者智能增强——都在哪里?人工智能还是智能增强?
这个问题自对于人工智能的初次尝试起就被问到,并由JohnMarkoff在《MachinesofLovingGrace》中深入探讨过。
我们可能不想由一个人工智能系统来做决定,而可能会想为自己保留决定权。我们或许想让人工智能通过提供信息、预测任何行动过程的后果、提出建议来增强智慧,而把决定权留给人类。尽管有点《黑客帝国》的感觉,但这个被人工智能所服务的增强我们的智慧而非推翻我们的未来会比服侍一匹脱缰的人工智能有着更大可能性。
GPS导航系统是一个人工智能系统用来增强人类智慧的绝佳案例。给定一张适宜的地图,大多数的人都能从A点导航到B点,尽管这对于自身能力还有很多要求,尤其是在我们不熟悉的领域。绘制两个位置之间的最佳路线是一个棘手的问题,特别是当你考虑到糟糕的交通和路况时。
但是有了自动驾驶车辆的除外,我们从未把导航引擎连接到方向盘上。GPS是一种严格意义上的辅助技术:它给出了建议,而不是命令。当一个人已经作出忽略GPS建议的决定(或错误)时,你都会听到GPS说「重新计算路线中」,那是它正在适应新情况。
在过去几年中,我们已经看到许多各种意义上有资格作为人工智能的应用程序。几乎所有「机器学习」框架下的事物都有资格成为人工智能:事实上「机器学习」是在人工智能学科陷入声名狼藉之时,被指称回人工智能更为成功的那部分。你不必一定要构建带有人类声音的人工智能,像是亚马逊的Alexa,当然它的推荐引擎肯定是人工智能。
类似Stitchfix的web应用也是人工智能,它增加了由时尚专家们运用推荐引擎所做出的选择。我们已经习惯了那些处理客户服务电话的聊天机器人(并经常被它们气坏)——准确度或高或低。你可能最后还是得和人类对话,而其中的秘密就是使用聊天机器人清理掉所有例行问题。让某个人类去抄录你的地址、保单号码和其他标准信息没什么意义:如果内容不是太多,计算机可以做得至少同样准确无误。
下一代助理将是(已经是)半自主性的。几年前,LarryPage说《星际迷航》中的计算机是理想的搜索引擎:它是一台能够理解人类、已消化所有可用信息、能在被提问之前就给出答案的计算机。如果你现在正在使用谷歌,当它第一次告诉你由于交通堵塞要你早点出发赴约时,你可能会感到惊讶。
这就需要纵观多个不同的数据集:你目前所在的位置、你的约会地点(可能在你的日历或联系人列表中)、谷歌地图数据、目前的交通状况、甚至是有关预期交通模型的时间先后数据。它的目的不是回答某个问题;而是甚至在用户意识到需求之前就提供帮助。
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为何人们对人工智能的兴趣大增?
为什么人工智能在遭受「人工智能的冬天」(AIwinter)的几十年声名狼藉之后,会成为当下如此热门的话题?当然,人工智能的新闻也出现深蓝之后,之后又有沃森的故事;但这些风潮都没能持久。看到目前的人工智能崛起为另一次风潮是很有诱惑力的。这能让我们忽视过去十年的变化。
人工智能的兴起依赖于计算机硬件的巨大进步。列举计算机性能和存储技术自人工智能之冬起(维基百科追溯到1984年)的30多年间的巨大进步是很乏味的。但这是此篇文章无法回避的一部分,特别是如果你已经见过IBM的沃森机器支架。
据报道AlphaGo运行于1920个CPU和280个GPU;;击败了LeeSedol的机器可能更加庞大,并且它使用了谷歌用于构建神经网络所开发的定制硬件。即使人工智能算法在普通笔记本上运行很慢,但在像AWS、GCE和Azure的云平台上配置一些重要的算力是容易且相对便宜的。机器学习得以实现,部分也是因为这种存储大量数据的能力。1985年时的千兆字节(GB)还很罕见且重达数百磅;现在它已司空见惯,廉价而小巧。
除了存储和处理数据的能力,我们现在还能生成数据。在上世纪80年代,大多影像都是模拟信号。现在它们全是数字的,并有很多存储于像是Flickr、GooglePhotos、ApplePhotos、Facebook等的网络服务商那里。许多在线照片已经被贴上了一些描述性的文本,这使得它们成为了训练人工智能系统的良好数据集。
我们的许多对话也都是线上的,通过Facebook、Twitter和许多聊天服务。我们的购物历史也是一样。所以我们(或者更准确的说是谷歌、苹果、雅虎、Facebook、亚马逊等)就有了训练人工智能系统所需的数据。
我们在算法上也取得了显著的进展。神经网络并不是特别的新,但是「深度学习」却堆叠了一系列通过反馈来自我训练的网络。因而深度学习试图解决机器学习中最难的人类问题之一:从数据中学习最优表征。处理大量数据很简单,但是特征学习就更像是一门艺术而非科学。深度学习是要实现那门艺术的部分自动化。
我们不仅取得了算法上进展,更让它得到了广泛的使用,例如Caffe、TensorFlow、Theano、Scikit-Learn、MXNet、CNTK等等。
人工智能并不局限于学术界的计算机科学研究者,而是像PeteWarden所展示的那样,越来越多的人都能够参与进来。你无需了解如何实现一个复杂的算法并让它在你的硬件上运行得多么好。你只需要知道如何安装库并标注训练数据就行了。
正如计算机革命本身所发生的那样,计算机被搬出了机房并被广大市民所使用,同样的民主化进程正在制造一场人工智能革命。来自许多背景和环境的人利用人工智能做试验,我们将会看到许多新型应用。有些会看起来像科幻小说(尽管自动驾驶汽车被看做科幻小说还只是几年前的事);肯定会有我们甚至无法想象的新应用出现。
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建立知识数据库
世界充满了「暗数据」:不存在于良好、有序的数据库中的非结构化信息。它在网站上、埋于表格里、被珍藏在照片和电影中;但它不易被机器智能或其他智能所捕获。
像diffbot和deepdive这样的项目是利用半监督学习来找出非结构化数据中的结构——无论是大量的科学论文还是众多网站的碎屑。一旦他们创建了一个数据库,就能用更传统的工具——API、SQL语句或者桌面应用程序——访问该数据库。
知识数据库和图表已被应用到许多智能应用中,包括谷歌的知识图谱(KnowledgeGraph)。在我们走向聊天应用时,挖掘暗数据并找出其中结构的能力将变得更加重要。在聊天应用从脚本化和目标狭隘型迈向为用户返回任意问题的答案型的道路上,暗数据的有效利用将成为这一转变的关键。
我们可能看不到这样的应用程序被用于问题「理解」,而是会成为未来辅助技术的中心。它们将依靠已被机器分解并结构化的知识库:其中包含的大量数据将超出人类的标记能力。
产生结果
不像人工智能冬天的黑暗时期,那时数据有限、计算机很慢,现在我们到处都能看到成功的人工智能系统。谷歌翻译肯定不会像人类翻译员那样好,但是它经常能够提供一个可用的翻译结果。尽管语音识别系统还没有达到随处可见的程度,也也已经是司空见惯的了,且其准确度令人惊叹;一年前谷歌声称安卓手机可以正确无误地理解92%的问题。如果一台计算机能够准确地将问题转化为文本,那么下一步就是把问题变成答案。
同样,图像识别和图像处理也已经变得司空见惯。尽管存在一些被广泛报道的尴尬错误,计算机视觉系统能够以在几年前还不可想象的精确度来识别人脸。
理所当然地,对此问题的适宜约束在其成功中起着巨大作用:Facebook可以识别照片中的面孔,是因为它假定照片里的人很可能是你的朋友。计算机视觉是(或将是)从寻常到可怕等各种层次的人工智能应用的中心。视觉显然是自动驾驶车辆的关键;它对于监控、自动锁定无人机和其他不令人舒服的应用也同样重要。
深度学习和神经网络在过去的一年里已经吸引了大量的关注:它们已经实现了计算机视觉、自然语言和其他领域的进步。
然而几乎所有打着机器学习旗号的都是人工智能:分类与聚类算法(classificationandclusteringalgorithms)、各种决策树(decisiontrees)、遗传算法(geneticalgorithms)、支持向量机(supportvectormachines)、分层式即时记忆(HTM:hierarchicaltemporalmemory)等等。
这些技术可以被自己使用,也可以与其他技术结合使用。IBM的沃森是集成学习(ensemblelearning)一个很好的例子:它是一个基于规则的系统,并依据所要解决的问题来结合使用其他算法。这个规则在很大程度上是手工制定的,而其他算法则需通过精心调整来获得良好效果。
像Watson一样令人印象深刻的、需要大量手动调整的系统是一块通向智能道路上的最好的踏脚石。任何的通用人工智能和大多数的狭义人工智能系统都将可能结合多种算法,而不是使用单一的、尚未被发现的主算法。
但这种用来得到良好结果的调整是一个主要的限制:AlphaGo团队负责人DemisHassabis说这样的调整「几乎像是一种艺术形式。」如果取得好结果需要花几年时间,并且只有一些专家(Hassabis说有几百人)有能力做这项工作,那么它还是「人工智能」吗?
类似Watson这样的引擎的创造过程是科学,然而也需要许多艺术。另外,手动优化的需求表明人工智能系统的建立方式本质上是狭隘的,只能解决单一的问题。很难想象去优化一个能够解决任何问题的「通用智能」引擎。如果你正在做这件事,那么几乎可以肯定,那是一些特定应用。
人工智能方面的进步取决于更好的算法,还是更好的硬件?如果这个问题还算有意义,那么答案就是「同时」。即使GPU进展的时间速率已经停止,我们把更多东西塞进一张芯片的力还没有停滞:AlphaGo的280个GPU能够轻松平均20万个核心。
更重要的是,我们已经看到了许多用于GPU的数学库和工具方面的改进。我们可能还会看到ASIC(application-specificintegratedcircuit)和FPGA(field-programmablegatearrays)在未来的人工智能引擎中的使用。反过来,ASIC和FPGA将成为在许多需要硬实时状态(hardreal-time)运行的硬件系统(想想自动驾驶汽车)中嵌入人工智能的关键。
但即使有了更好的硬件,我们仍然需要分布于成千上万个节点中的算法;我们需要能够飞速地重新编程FPGA的算法,以适应待解决问题所使用的硬件。MapReduce在数据分析中很流行是因为它提出了一个并行化一大类问题的方法。
并行显然在人工智能中起作用,但它的限制是什么?并行的残酷现实是,其不可被并行的部分能把你折磨死。而大多数并行算法的标志是,你需要一个用以收集部分结果并产生单一结果的阶段。AlphaGo在计算下一步棋时可能正在查看成千上万个选择,但在某一点上,它需要浏览所有的选项,评估哪个是最好的,并给出一个单一结果。
AlphaGo可以利用280个GPU的优势;那么一台有280,000个GPU的计算机怎么样?毕竟,迄今为止我们所制造的最大计算机的计算能力只相当于一只老鼠大脑的一小部分,更不要说与人类相比了。如果是不依赖于并行设计和神经网络的算法呢?在一个路线中的每个元素都采取不同方法来解决问题的系统当中,你如何运用反馈?像这样的问题有可能在不久的将来推动人工智能的研究。
在人工智能算法中使用更多(更快)的硬件有可能使我们获得更好的围棋手、国际象棋手和Jeopardy玩家。我们将能更快更好地分类图像。不过这是我们目前可解决问题的一项改进而已。更多计算能力将会把我们从监督学习领到无监督学习吗?它会把我们从狭义的智能引到通用智能中吗?这还有待观察。无监督学习是一个难题,而且我们并不清楚能否只通过使用更多硬件来解决它。我们仍然在寻找一个可能并不存在的「主算法」。
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道德和未来
对超智能的谈论很容易把人吓到。而且据一些人说,现在是时候决定我们想要机器做什么了,趁现在还未为时已晚。尽管这种立场可能过于简化了,但思考如何限制我们还未造出来的设备是非常困难的;而且它们的能力我们现在还无法想象,可能未来永远也无法理解。
拒绝人工智能也是很困难的,因为没有任何技术是在人类事先考虑周全之后才被发明出来的。在历史的不同时期人们害怕的许多技术现在已经司空见惯:在某个时候,很多人认为以超过每小时60英里的速度旅行是致命的。苏格拉底反对书写,因为他担心这会导致健忘:想象一下他会如何看待我们今天的技术!
但我们可以思考人工智能的未来,以及我们开发协助我们的人工智能的方式。这里给出了一些建议:大部分对超人工智能的恐惧都不是在害怕我们已经知晓或理解的机器,他们害怕的是最糟糕的人性加上无限制的力量。我们无法想象一个思考着我们不能理解的想法的机器;我们想象那是不可战胜的希特勒或斯大林——我们确实能理解他们的想法。我们的恐惧本质上是人类的恐惧:对像人类一样行为的万能机器的恐惧。
这并不是诋毁我们的恐惧,因为我们已经见到机器学习确实能向人类学习。微软不幸的Tay是对话型人工智能Bot从网络对话中「学会」种族主义和偏见的完美案例。谷歌的图像分类曾将黑人夫妇识别为「猩猩」,这个糟糕的测试结果的原因是训练数据集中没有足够的合适标注的黑人图片。
机器学习成为种族主义者的方式和人类差不多一样:因为这是我们教它们那样做的,不管是有意还是无意。这是一个人类问题,而且是一个可以解决的问题。我们可以在人工智能学习的内容和方式上更加小心。
我们可以对我们的训练集中的内容以及这些训练集的标注方式更加谨慎,我们可以过滤我们认为可以接受的答案类型。这些没什么是特别困难的;但却是必须要做的。更困难的是在目前的环境中让人们达成共识:认为种族主义和仇恨是不好的。
这是人类价值观的问题,而不是机器智能的问题。我们会构建出反映了我们自身价值观的机器:我们已经在那样做了。它们是我们想要反映的价值吗?
白宫对数据科学的报告《BigRisks,BigOpportunities:theIntersectionofBigDataandCivilRights(大风险、大机遇:大数据和民权的交集)》在总结章节中提到,我们需要研究审核算法的方法,以「确保人们被公平对待」。随着我们从「大数据」走向人工智能,对算法的审核以及确保它们反映我们所支持的价值观的需求将只会增长。
将对人工智能的深入研究开放给大众,让公众可以见证到,这一点极其重要。这并非因为我们相信,大众会对研究少些「恐惧」(这一点,或许是对的,也可能是错的),也不是因为大众多少会对超级智能的观念「习以为常」;而是因为较之公之于众的研究,人们对闭门研究会投以更大的关注。
实际上,《不道德的研究(UnethicalResearch)》这篇论文建议,打造一个健康的人工智能生态系统的最好方式就是将打造恶毒机器的想法公开。研究会继续在背后进行,认为军方研究和情报部门没有致力于人工智能的想法,很天真。但是,如果没有公开状态下进行人工智能研究,我们就会受到军方或者情报部门研究的支配。
(一个公司,比如谷歌或者Facebook,是闭门研究抑或开诚布公,是个值得讨论的问题)这也就是OpenAI的宗旨:「以尽可能从整体上让人类受益的方式推进数字化智能的研究,不受需要财务收益的限制。」OpenAI是一个激动人心而且让人吃惊的应答(针对人们对人工智能恐惧):尽可能远地推进这项研究,但是公开确保公共领域的研究领先于闭门研究。
对于研究来说,开放且公开也同样重要,因为研究起源时常决定了研究的应用。核能就是个好例子。我们可以打造安全、高效的核反应堆。但是,我们从来没有打造过钍反应堆,因为他们不会帮你制造炸弹,而且对核能的深入研究是由国防部门控制的。
核反应堆不是不会产生可用数量的钚吗?为什么任何人都想要核反应堆?再一次,认为军方和国家情报部门不会做出优秀的人工智能研究,这种想法太天真。但是,如果人工智能变成国家情报部门的专属领域,那么,就会有秘密窃听和理解对话的优秀系统。
当思考人工智能还能为我们做些什么时,我们的想象力会受到限制,而且也很难想象人工智能的应用到底会有哪些,除了杀人无人机、老大哥(BigBrother,典出乔治·奥威尔的名著《1984》)的耳目。我们或许永远无法研发出智能医疗系统和机器人护士助理。
如果我们想要让人工智能服务于人类,就必须公开进行研究:作为人工智能研究人员这一更大社区的一部分,作为更为广泛的公众讨论(讨论目标和宗旨)的一部分。我们必须小心,不要打造出人类自己的最糟梦魇;但是,也许需要认识到,噩梦只不过是一个更强大的、真实的人类自身的版本。
总是在未来
扎克伯格最近说道,未来五到十年,人工智能会比人类更善于做一些最基础的任务。也许他是对的,但是,同样清楚的是,他讨论的是狭义人工智能:从事特别任务,比如语音识别,图像分类以及游戏。他继续说,「那并不意味着计算机将会思考...」。
根据你的交谈对象,一个真的通用智能可能距离我们10到50年。考虑到预测科技未来的难度,最好的答案是「十多年以后」,而且可能更久。啥时候可以做出人类水平的机器智能?一份最近的专家调查(FutureProgressinArtificialIntelligence:ASurveyofExpertOpinion)显示,可能是2040-2050年左右(概率为50%)。正如LeCun所言,「人类水平的通用智能距离我们几十年。」
因此,如果真的可以,我们什么时候会到达那里?几年前,JasonHuggins对机器人的评价,可谓先见之明。机器人,他说,总是在未来。机器人片段一次又一次地中断,成为现在的一部分;但是,当那发生时,它们不再被视为机器人。上世纪二十年代,我们就将一台现代洗碗机视为一个超级智能机器人;如今,不过是一个洗碗机。
这种情形也将不可避免地发生在人工智能身上。实际上,已经发生了。我已经避免对机器智能和人工智能做出区分;「机器智能」是一个术语:当人工智能这个词声名狼藉时,这个术语被用于指代人工智能研究中的一些想法。
如今,那些想法中的很多都变得很常见了。我们不会对亚马逊的推荐系统或者GPS导航思虑再三,我们将之视为理所当然。我们或许发现Facebook和谷歌的图像标签功能很诡异,但是,看到它时,你不会认为那是人工智能。
所有严肃的象棋玩家会对阵象棋程序,围棋菜鸟也是如此,而且在AlphaGo获得成功后,对弈计算机也会延伸到专家层面。这些就是人工智能,他们已经中断并成为当今世界的一部分。这一过程中,人工智能变化了形态,成为IA(智能增强):碾压人类能力的自动化技术开始变得具有辅助性。
我们能否指着某件东西说,「是的,那就是人工智能?」是的,当然可以,我们现在就可以这么做了。更重要的是,我们将不可能避免地被人工智能围绕着,甚至在我们知道这些东西人工智能之前。我们将管道、电力视为理所当然之物,我们的孩子将流媒体音乐视为理所当然。我们也会视人工智能为理所当然,当它们在生活中越来越普遍时。返回搜狐,查看更多