人工智能下的工业制造应用与趋势
人工智能下的工业制造应用与趋势时间：2023-05-3111:44:55
摘要：在数字化浪潮的驱动下，人工智能由理论逐渐走向应用与实践，并带动了工业智能制造的飞速发展。基于人工智能的时代背景，本文阐述了我国智能制造的发展现状，结合国际标准介绍了参考模型RAMI4.0与生态系统SMS，并分析了我国在该领域面临的困境。此外，本文结合RFID技术和Agent技术分析了人工智能在工业智能制造领域的应用，并对未来发展提出展望。
关键词：智能制造；人工智能；参考模型；RFID技术；Agent技术
随着时代的发展，人工智能技术在我国的关注度逐年提高，其热门的衍生应用包括工业智能制造与人工智能的融合。制造智能化的过程不仅涉及技术且涉及企业组织流程的重构和商业模式的创新，甚至能够影响企业战略发展的进程。由于人工智能技术的融合，智能制造在我国也呈现出广阔的发展前景。
1人工智能时代的语境分析
1.1人工智能的发展现状
智能制造最初被定义为机器人应用制造软件系统技术、集成系统工程以及机器人视觉等技术，实行批量生产的系统性过程。如今，中国AI企业超过1000家，已成为人工智能发展最快的国家之一。到2020年，中国人工智能市场规模将超过700亿元。然而，我国仍处于人工智能发展的初级阶段，在诸多关键指标上与美国还存在较大差距。我国的工业制造企业更青睐技术相对成熟及应用场景更清晰的领域，而对基础层关注较少。人工智能主要产业链有三个层面：基础层，即芯片、算法框架等；技术层，即计算机视觉、自然语义理解、语音识别、机器学习等领域；应用层，指垂直产业或精确场景的领域。其中企业价值链主要分布在应用层和技术层。
1.2人工智能的技术布局
AI技术的布局由核心技术研发、产业化及基础资源公共服务平台三部分构成。其中，核心技术的研发及产业化项目大多有三个技术层面上的要求。（1）人工智能的深度学习和类脑智能的基本理论；（2）芯片、传感器、操作系统、存储系统等基础软件和硬件的人工智能共性技术；（3）以AI为基础的计算机视听感知、生物识别、人机交互、自然语言理解等人工智能重要技术[1]。
1.3人工智能在重点领域的智能应用
为加快AI技术的产业化进程，AI先后被各国在多个重要领域试点推广，在第一时间转化为生产力，如家庭、制造、教育、环境等领域。制造业领域，使用人工智能的方案主要分为产品、产品和服务、业务运营管理、供应链和业务模型验证五个领域。AI在工业领域的应用从智能制造转移到生产服务和供应链管理。智能化生产领域，计算机视觉技术的发展促进了人工智能在质量监控和缺陷管理中的应用，未来越来越多的应用场景将应用到AI技术。例如自动化生产工厂、订单管理、自动调度等。商业模型决策领域，客户体验和成本结构是AI在制造商业模型决策中的主要方向。众多公司计划使用人工智能来准确预测客户需求、开发智能产品和服务，采用定价和计费方式，为客户提供高效，完善的服务体验。
2智能制造发展现状
截至2019年2月，人工智能企业广泛分布在18个应用领域，上述两个领域企业数占比最高，分别达到15.7%和10.5%[2]。基于人工智能在制造业的发展，国际电工委员会提出十余种描述不同制造技术系统特征和结构的通用参考模型。其中工业4.0参考体系结构模型Rami4.0和智能制造生态系统模型SME两种模型最具代表性。
2.1工业4.0参考架构模型
RAMI4.0工业4.0参考架构模型利用三维模型描述了智能制造的关键因素，从产品的全生命周期与价值链、层级结构和架构等级进行分析，帮助智能制造企业进行自我定位。该模型第一维度是产品生命周期和价值链。产品完整的生命周期从流程规划开始，到产品设计、生产仿真测试，接着正式投入制造，最后到销售和服务，进入市场。[3]第二维度是层级结构，除工厂及其中的设备，在原有框架中增加了“产品”和“互联世界”两层。第三维度是最重要的创新部分，即“功能级”维度，用于对以上两个角度进行信息建模，其主要分为六层：业务层、功能层、信息层、通信层、集成层、资产层。各层功能相对独立，相邻层间联通，“下层”对上层提供接口，上层可以获得下层的服务[3]。
2.2智能制造生态系统SMS
与RAMI4.0相比，智能制造生态系统SMS着重分析制造网络中各组分间的联系，分为三个维度，不同维度的生命周期相互“独立”[4]。在产品维度，其生命周期从设计阶段开始，经过工艺规划和设计、制造、直到最后退役回收作为结束，该“维度”涉及整个周期中的信息流和控制；在生产系统维度，其生命周期专注于生产系统的设计、建设仿真、系统调试、运行维护和最终的退役；在业务维度，其生命周期着重于在采购和配送环节上调节供需关系的平衡。各维度都在制造金字塔中发挥一定的作用且强调了制造生态系统中软件的集成[5]，有助于制造流程的调控和战略决策的优化。以上概念和网络关系结合在一起形成完整的智能制造生态系统。基于标准制造的SMS系统可以自由方便地进行数据的交换，进而优化产品更新的速度和生产系统的供应效率，同时改善车间安全和加强产业的可持续性。
2.3我国智能制造尚存的问题
2.3.1核心技术的归属芯片技术包括集成电路和半导体产品两大主要方面，我国在世界芯片市场的占比极为低下。如今中国技术基础的落后也在一定程度上表现鲜明，这同时表明我国的提升空间。比如我国集成电路的自给率从2010年的4.5%到2017年的11.2%，我国集成电路的自给率在近年有着难以忽视的进步，与此同时技术的落后也彰显出来。以我国核心芯片占有率为例，能够替代的国产芯片寥寥无几，多数能够发挥作用的属于低端产品。包括工业机器人等工业智能化的堡垒相较于其他国家都不可及，其核心技术及市场分布主要是集中在日本、德国等技术大国。2.3.2产品转化能力的弱化如今，我国智能制造的设计能力被困箍在实验室中，商品化、产品化的能力过弱，缺少专业化的供给输出机构。这其中也有智能制造本身特性所带来的对专业性机构（即产品转化能力）的渴求，首先智能制造企业对其“供应链”有着极为严苛的需求，从设计产品，到线上线下店铺的经营，每个环节都必不可少。其次，智能制造的“试错成本”和投入高昂，加上无法避免的“长制造”周期，针对这一缺陷，专业性的输出产品化机构能够在很大程度上减少经济损耗。
2.3.3核心人才培养环节的缺失AI技术的融合发展给予行业新的活力，但同时提高了对人才的要求，能为两者的融合发展发挥个人作用和贡献的人才在数量上相对较少，使得行业发展受到了限制。以工业机器人为例，人才的培养主要集中在以下三类：一是制造阶段的技术人才需求，即对应产品的基本制造和工厂组装；二是系统加成阶段的技术人才需求，即对应集成电路、机器人的安装调试等工作；三是企业应用阶段的技术人才需求，即处理机器人的专业维护以及操作编程等工作[6]。
3人工智能对智能制造的影响
3.1RFID技术在智能制造上的应用
智能传感技术是智能制造领域的核心技术之一，RFID是其中一种射频识别技术，主要包括读写器、电子标签、天线以及数据管理系统[7]。在磁场范围内，天线对电子标签发送无线射频信号，电子标签接收信号后发送对应信息，而读写器的作用是读取电子标签反馈的信息，提交到数据管理系统进行处理，从而实现信息的无接触传递，完成对标签信息的识别。如RFID和AI结合在汽车生产流水线的应用：输送线将汽车的发动机配送到特定的位置时，控制系统利用电子标签识别汽车的型号并配备相应物料，同时确定发动机的摆放位置、方向是否正确。装配物料后，控制系统可以根据读取到的型号，通知电动拧紧机自动寻找位置进行螺栓拧紧，并在工作完成后将该发动机运至下一道的生产工序中。
3.2Agent技术在智能制造上的应用
Agent理念源于分布式人工智能，可理解为驻留在特定环境下，能自主感知周围环境并采取行动、灵活执行接受的命令以满足预设目标的计算机系统，具有自治性、主动性、反应性、面向目标性以及交互协作性等特点。Agent系统主要由推理机、知识库/数据库、通讯模块及功能模块组成[6]。其中推理机主要负责接受通讯模块的信息，结合知识库或数据库中的信息进行分析和推导，并对功能模块下达相应任务，功能模块包含计划、监控、决策和协作等功能，其基础结构如图1所示。Agent系统可以应用在手机制造当中，如：参与新型手机的开发和设计、操控手机制作和组装的过程、对手机制造流水线进行维护。理论上，Agent技术可应用于制造的各阶段，需要考虑如何对系统进行建模，使用Agent的总量，Agent间连接方式，多Agent情况下的配置方案等问题。
4人工智能与智能制造的未来趋势
4.1对智能制造行业的痛点针对性
针对目前市场上的智能制造行业出现的痛点，我们可以通过AI技术提高产品质量及制作效率。部分服装制造公司经过智能改造后，效率大大提升，提高了产能1.25倍左右；其他诸如高精密仪器制造公司完成的智能化改造的生产线也大大提升，一线工人数量减少了近70%，效率和产出提升超过30%[8]。伴随着智能制造的痛点针对性带来的目的性更为明确，直接带动了未来我国智能制造业的规模兴起。
4.2大数据技术将成为二者融合发展的核心技术
在数据驱动行业的过程中，安全性可以成为业务决策的重要基础。诸如行业关键数据和公司核心技术专利之类的数字资产的价值正在加速增长。最小化数据安全风险，提高系统安全性和数据安全性是数字转换和业务升级的更重要指标[9]。
4.3产品发展的服务化增强以及范围广泛化
新的商业模式和新模式正迅速出现在测试城市中。随着HaierCosmo，ShugenInternet和AerospaceCloudNetwork提供的工业Internet平台的快速发展。在Siasun的“机器人智能工厂”，公司的效率提高了一倍。该工厂的新模型可以在短短三个月内扩展，能有效提高高端本地机器人的效率。
5小结
自1956年起，人工智能技术为生活的各个方面带来新的活力，随着时代的进步，现出现的痛点将会随着智能制造与人工智能技术的适度融合以及共同发展逐步被解决，但当下的AI技术大多停留在理论研究阶段。而智能制造更侧重技术问题，应广泛应用在生活各方面。在工业方面，寻求新的转机、追求智能化的风向已然出现。我国在人工智能技术的诸多领域与其他国家相比还存在劣势，在基础的理论研究、核心技术算法、关键设备、集成电路和产品输出领域，研究的优秀成果并不多，人才数量和技术无法跟上发展的迫切要求。但中国也有其他国家不具备的优势，如大量的数据以及基础设施：并且官方先后部署了智能制造等国家重点研发计划重点专项、《"互联网+"人工智能三年行动实施方案》和《新一代人工智能发展规划》[8]。从指导思想、战略目标、重点任务和保障措施、科技研发、应用推广、产业发展等方面看，我国AI发展将具有先发优势。
参考文献：
[1]谢永峰.人工智能时代工业机器人的发展趋势[J].中国科技纵横，2019（4）：63-64．
[2]王宝鑫.智能制造时代的工业机器人发展新趋势分析[J].发明与创新（职业教育），2019（1）：66-67．
[3]欧阳劲松，刘丹，汪烁，等.德国工业4.0参考架构模型与我国智能制造技术体系的思考[J].自动化博览，2016，（3）：62-65
[4]张力平.面向未来的智能工厂[J].电信快报，2017（3）：5.
[5]王春喜，王成城，汪烁.智能制造参考模型对比研究[J].仪器仪表标准化与计量，2017（4）：1-7.
[6]胡强，向凤红，张勇，等.基于Agent技术的智能制造系统综述[J].昆明理工大学学报（自然科学版），2005（30）：419-422.
[7]郭桓宇，侯悦民，李康.RFID定位方法及其在智能制造中的应用[J].电子科技，2017（4）.
[8]荣伟.工业机器人及智能制造发展现状和发展趋势[J].时代农机，2017（10）：46．
[9]李末军.智能制造领域研究现状及未来发展探讨[J].冶金丛刊，2017（3）：26．
作者：丁芷晴张雪宁陈华玲单位：上海大学
2023年人工智能领域发展七大趋势
2022年人工智能领域发展七大趋势
有望在网络安全和智能驾驶等领域“大显身手”
人工智能已成为人类有史以来最具革命性的技术之一。“人工智能是我们作为人类正在研究的最重要的技术之一。它对人类文明的影响将比火或电更深刻”。2020年1月，谷歌公司首席执行官桑达尔·皮查伊在瑞士达沃斯世界经济论坛上接受采访时如是说。
美国《福布斯》网站在近日的报道中指出，尽管目前很难想象机器自主决策所产生的影响，但可以肯定的是，当时光的车轮到达2022年时，人工智能领域新的突破和发展将继续拓宽我们的想象边界，其将在7大领域“大显身手”。
增强人类的劳动技能
人们一直担心机器或机器人将取代人工，甚至可能使某些工种变得多余。但人们也将越来越多地发现，人类可借助机器来提升自身技能。
比如，营销部门已习惯使用工具来帮助确定哪些潜在客户更值得关注；在工程领域，人工智能工具通过提供维护预测，让人们提前知道机器何时需要维修；法律等知识型行业将越来越多地使用人工智能工具，帮助人们对不断增长的可用数据中进行分类，以找到完成特定任务所需的信息。
总而言之，在几乎每个职业领域，各种智能工具和服务正在涌现，以帮助人们更有效地完成工作。2022年人工智能与人们日常生活的联系将会变得更加紧密。
更大更好的语言建模
语言建模允许机器以人类理解的语言与人类互动，甚至可将人类自然语言转化为可运行的程序及计算机代码。
2020年中，人工智能公司OpenAI发布了第三代语言预测模型GPT—3，这是科学家们迄今创建的最先进也是最大的语言模型，由大约1750亿个“参数”组成，这些“参数”是机器用来处理语言的变量和数据点。
众所周知，OpenAI正在开发一个更强大的继任者GPT—4。尽管细节尚未得到证实，但一些人估计，它可能包含多达100万亿个参数（与人脑的突触一样多）。从理论上讲，它离创造语言以及进行人类无法区分的对话更近了一大步。而且，它在创建计算机代码方面也会变得更好。
网络安全领域的人工智能
今年1月，世界经济论坛发布《2021年全球风险格局报告》，认为网络安全风险是全世界今后将面临的一项重大风险。
随着机器越来越多地占据人们的生活，黑客和网络犯罪不可避免地成为一个更大的问题，这正是人工智能可“大展拳脚”的地方。
人工智能正在改变网络安全的游戏规则。通过分析网络流量、识别恶意应用，智能算法将在保护人类免受网络安全威胁方面发挥越来越大的作用。2022年，人工智能的最重要应用可能会出现在这一领域。人工智能或能通过从数百万份研究报告、博客和新闻报道中分析整理出威胁情报，即时洞察信息，从而大幅加快响应速度。
人工智能与元宇宙
元宇宙是一个虚拟世界，就像互联网一样，重点在于实现沉浸式体验，自从马克·扎克伯格将脸书改名为“Meta”（元宇宙的英文前缀）以来，元宇宙话题更为火热。
人工智能无疑将是元宇宙的关键。人工智能将有助于创造在线环境，让人们在元宇宙中体会宾至如归的感觉，培养他们的创作冲动。人们或许很快就会习惯与人工智能生物共享元宇宙环境，比如想要放松时，就可与人工智能打网球或玩国际象棋游戏。
低代码和无代码人工智能
2020年，低代码/无代码人工智能工具异军突起并风靡全球，从构建应用程序到面向企业的垂直人工智能解决方案等应用不一而足。这股新鲜势力有望在2022年持续发力。数据显示，低代码/无代码工具将成为科技巨头们的下一个战斗前线，这是一个总值达132亿美元的市场，预计到2025年其总值将进一步提升至455亿美元。
美国亚马逊公司2020年6月发布的Honeycode平台就是最好的证明，该平台是一种类似于电子表格界面的无代码开发环境，被称为产品经理们的“福音”。
自动驾驶交通工具
数据显示，每年有130万人死于交通事故，其中90%是人为失误造成的。人工智能将成为自动驾驶汽车、船舶和飞机的“大脑”，正在改变这些行业。
特斯拉公司表示，到2022年，其生产的汽车将拥有完全的自动驾驶能力。谷歌、苹果、通用和福特等公司也有可能在2022年宣布在自动驾驶领域的重大飞跃。
此外，由非营利的海洋研究组织ProMare及IBM共同打造的“五月花”号自动驾驶船舶（MAS）已于2020年正式起航。IBM表示，人工智能船长让MAS具备侦测、思考与决策的能力，能够扫描地平线以发觉潜在危险，并根据各种即时数据来变更路线。2022年，自动驾驶船舶技术也将更上一层楼。
创造性人工智能
在GPT—4谷歌“大脑”等新模型的加持下，人们可以期待人工智能提供更加精致、看似“自然”的创意输出。谷歌“大脑”是GoogleX实验室的一个主要研究项目，是谷歌在人工智能领域开发出的一款模拟人脑具备自我学习功能的软件。
2022年，这些创意性输出通常不是为了展示人工智能的潜力，而是为了应用于日常创作任务，如为文章和时事通讯撰写标题、设计徽标和信息图表等。创造力通常被视为一种非常人性化的技能，但人们将越来越多地看到这些能力出现在机器上。（记者刘霞）
【纠错】【责任编辑:吴咏玲】谈计算机及人工智能技术发展
谈计算机及人工智能技术发展时间：2023-05-2701:58:18
摘要：计算机技术的发展，在一定程度上改变了社会的生产生活方式，其作为辅助工具的一种，应用范围十分广泛，尤其是人工智能技术的出现，标志着智能化时代正式开启，在这种背景下，社会生产效率和质量会大幅度提升。文章首先对计算机人工智能技术进行简单介绍，然后分析其发展历程和未来发展趋势，最后对其在各个领域的应用进行简述，希望为相关行业提供借鉴。
关键词：计算机；人工智能技术；发展历程
1引言
在科学技术高速发展的今天，传统计算机技术逐渐与人们的需求不符，为满足人们需要，并促进社会经济的发展，技术人员在传统计算机技术的基础上，研究新的技术，人工智能技术在此背景下产生。截至目前，人工智能技术的发展已经趋于成熟，在社会各领域中均有所应用。实践应用结果表明，人工智能技术的应用，使自动规划和智能控制等功能实现，在推动社会经济发展方面，发挥了重要的作用。因此对此项课题进行研究，其意义十分重大。
2人工智能技术的概念
由人制造出来的机器所表现出的智能就是人工智能技术，这里所说的机器主要是指计算机程序，故智能技术常常与计算机绑定。但是在人工智能技术高度成熟的背景下，计算机人工智能技术的应用范围进一步延伸，已经由专业科学技术逐渐变为涉及不同领域和专业的广泛科学技术。站在技术角度而言，赋予机器人脑的思维方式，代替人类完成各项工作，属于人工智能技术的主要作用。伴随着世界经济的发展，工作内容愈加复杂且繁重，这种情况的出现，为计算机智能技术的发展提供了契机。
3人工智能技术的发展历程
人工智能的出现时间为1941年，在电子计算机发展后，人类可以依靠技术制造机器智能。1956年是人工智能的首次提出时间，自此之后，研究者对这项技术进行全面且深入的研究，人工智能概念渐渐被人们所熟知，人工智能技术的实际发展速度与预想相比，还存在一定的差距，但其发展的脚步却没有停止。在80余年的发展历程中，大量的AI程序出现，并被应用于各个领域，推动了其他技术的发展。计算机及人工智能技术发展阶段如下所述：
3.1初生阶段
1941年世界上第一台计算机由美国研发成功，这台计算机的占地面积非常大，实用价值不高，具体表现为设置上千条线路，仅能满足一个程序的运行需求。故研究者继续研究，并于1949年成功研发了一种具有程序存储能力的计算机，使程序运行难度大大降低，与此同时，计算机理论也同步发展，并催生了计算机科学，为人工智能的产生奠定了坚实的基础，究其原因，主要是人工智能需要将计算机作为媒介。计算机技术可以为人工智能的产生提供技术基础，但是在计算机出现的初期，人们并未对计算机和人类智能间的联系多加关注。美国学者在研究反馈理论时发现自动调温器属于最典型的反馈控制例子，这种装置在采集室内温度后，会对比实际温度和希望温度。并根据二者的差值，开大或关小开关，从而实现对室内温度的有效控制。这项研究对人工智能技术的发展而言，可谓是影响深远。1955年国外研究人员研发了一种逻辑专家程序，该程序被业内领域认为是世界上第一款人工智能程序，在运算问题时，可以用树形模型对问题进行表示，然后进行模型的选择，最终确定最正确的结论。1956年人工智能之父邀请研究人员进行学术讨论，自此之后，人工智能的概念被正式确立。
3.2应用阶段
20世纪70年代后，知识工程概念被相关领域专家正式提出，这种概念与实体工程较为类似，但在建设方面，却与其存在显著的差别。可以将知识工程视为智能和专家系统的结合，且具有商品化的特点。在这种背景下，人工智能系统逐渐在商品化的专家系统中应用，这种专家系统其本质为信息系统，相较于普通的信息系统，该系统在处理问题时，能够对人类专家处理问题的思维方式进行模拟。详细而言，就是在计算机系统中融入特定领域知识、推理和决策系统的过程，有助于问题的解决。与专家系统相比，智能系统更容易被我们所了解，目前，智能手机所用的安卓、ios系统就属于典型的智能操作系统。在科学技术发展的驱动下，专家系统的发展愈加成熟，逐渐与其他功能相融合，比如：智能语言系统、知识表示系统均应用了专家系统。我国人工智能技术发展时间较为短暂，故技术发展尚未成熟，与欧美国家尚存一定的差距。为此，国家应重视人工智能技术的发展，并通过政策、制度和资金等手段的应用，为我国人工智能技术发展提供保障。
4计算机及人工智能技术的应用
通过上述分析可知，计算机及人工智能技术的发展时间已经超过了70年。在长时间发展后，人工智能技术的发展趋于成熟，在各个领域均取得了良好的应用效果。下文会以计算机及人工智能技术的应用为切入点，对其发展进行具体的分析。
4.1人工智能技术在远程作业系统中的应用
智能型远程作业系统由人工智能技术和远程作业系统组合而成，其英文简称为IDES，与普通远程作业系统相比，这种远程作业系统具有智能性、多层次性以及开放性的特征，系统功能十分完善，可以实现各项作业环节的全程微机化。以试卷批阅为例，该系统能够在批阅试卷的过程中对客观题的解答过程和答案进行识别，同时还具备透视和病历双重功能，简言之，就是系统会依据学生的解答过程，找出学生在学习过程中存在的问题，并提出合理的建议。以某研究机构设计的智能远程作业系统为例，该系统在构建过程中，由远程教育公司负责数据交换中心的建立，如果应用地区的中小学校具备条件，则可以建立分中心，系统中央服务器可以保存全部的作业、考试资源以及学生档案。该系统的运行管理机制为分级授权，通过这种管理机制的设置，合理调配和管理教学资源及系统用户。学生家长想要了解学生的学习和作业完成情况，即可登录系统查找相关的资料。由于作业批改环节所涉及的人机交互过程十分复杂，在系统设计过程中，将客户机/服务器模式作为了主要选择，确保系统在各种网络环境下稳定运行，便于学生随时随地应用远程作业系统。将系统功能作为依据，我们可以将该系统分为四个组成部分，主要包括数据库服务器、管理系统、学生系统和教师系统。系统设计的构架为全开放式，可以满足多个学校和教育部门的需求，如有特殊需要，教师可以对系统内的教学资源进行自主处理，比如：增加、修改和删除等等。其中，管理系统能够为管理人员维护系统运行状态，创造有利的条件。教师系统则是与教师工作有关功能和操作的有机结合。这些功能包括授课、作业和考试等方面的功能。而学生系统的功能为批改作业、课程选择和完成作业等。在了解后得知，在这个系统中，远程通讯模块属于重要的功能模块，其实现方式为网上讨论、电子邮件发送以及在线解决问题等。教师、学生和家长等系统用户在注册账号时，需要填写邮箱，为用户之间的沟通和交流提供便捷条件。而在线解决问题和网上讨论所涉及的主体主要是学生和教师，有助于教师对学生进行一对一的辅导，教学效果也会因此而增强。远程作业系统所应用的人工智能技术为专家系统，究其原因，主要是该系统需要为教师和学生提供教学资源，并培养学生解决问题的实际能力，而专家系统的应用，则有助于系统设计功能和预期目标的达成。实际应用结果表明，专家系统的应用，使教学效果显著增强，具有十分广阔的发展空间。
4.2计算机视觉
所谓的计算机视觉是指借助计算机技术，模拟人类的感知系统和感知能力，并代替人类完成环境感知方面的工作。计算机视觉属于人工智能技术的重要内容，在勘测、识别等领域的应用效果较为明显。通常情况下，人工智能技术在视觉领域的应用，由3个阶段构成，分别是检测、识别和识别目的，比如：人脸识别、指纹识别和瞳孔识别，就是人工智能技术在相关领域的应用方向。但就当前实际情况而言，计算机视觉领域的人工智能应用，在物体场景识别技术上的发展较为滞后，究其原因，主要是识别目标较多，且处在实时变化的状态。人工智能技术的应用，虽然可以识别目标的外貌特征，但无法保证100%的准确率，因此，提升人工智能技术在计算机视觉领域中的准确率，是人工智能技术未来发展的重要方向。
4.3自然语言处理
人工智能技术在经过多年的发展完善之后，被应用到自然语言处理领域，成为了研究人员的重点研究内容，其应用有助于人机交互功能的实现。计算机和人类所使用的语言并不相同，计算机所使用的语言为机器语言，而人类使用的语言被称为自然语言，人机交互功能的实现，要求研究人员基于人工智能技术，设计机器内部数据结构，使机器语言转化为自然语言，与此同时，还要确保转换机制运行的持久性和稳定性，人工智能技术的应用，是上述目标实现的关键。当前人工智能技术在自然语言处理领域的应用已经趋于成熟，比如：智能客服、语言翻译、语音导航系统等。以我国为例，我国人工智能技术虽然起步较晚，但发展速度却十分显著，语音识别技术就是其中典型代表，其发展水平位居世界前列，语言识别准确率可达95%。其中百度作为国内计算机智能技术研究发展的先行者，在研究自然语言处理时，取得了突破式的进展，其所研发的语言识别和处理产品，在国际上颇具知名度。目前，在社会经济高速发展的驱动下，国内企业和公众对智能语音的需求逐渐增加，使这项技术的未来发展前景愈加广阔，在未来，这项技术会在智能家居、医疗、教育、服务等领域实现普及应用和发展。
4.4智能机器人
智能机器人是人工智能技术与机器相结合的产物，主要是指人类通过程序对其进行操控，促使其代替工人完成复杂工作任务的机器。但事实上，人工智能技术的应用，可以赋予智能机器人自主学习和思考的能力，从而使自动化控制目标成为可能。相较于自动化机器而言，智能机器人具备三项要素，分别为思考要素、感觉要素以及反应要素，这是二者最显著的差别。其中感知要素是指智能机器人具有与人类相似的感官系统，在具备环境识别能力的基础上，兼具运动能力，这些能力的具备，赋予了机器人与外部环境互动的功能。除此之外，自主思考能力是智能机器人的优势，凭借这一优势，其在接收信息后，会理解和回应信息内容。就当前实际情况来看，社会上应用的智能机器人种类和数量均呈现出不断增加的趋势，其应用可以使社会生产效率大幅度提升，有助于促进社会经济的高速发展，并且智能机器人的应用发展空间尚未饱和。人工智能技术研究领域对智能机器人的研究十分重视，并将自主导航定位、人工智能识别和控制作为重点研究技术。可以预见，在未来智能机器人的应用和发展必将成为热点话题。
4.5人工神经网络
在人工智能领域神经网络的地位不言而喻，所谓的神经网络是指研究人员应用人工神经元、电子元件和处理元件等装置，对人类大脑组织结构和思维方式进行模拟，以此来赋予计算机程序自我学习能力的技术。目前，这项技术已经成为人工智能领域的重点研究方向，在存储、处理和分析数据时，起到了关键性的作用。在人工神经网络中，信息的传递和处理需要将神经元之间的相互作用为条件，其存储则依靠各元件的分布联系，其自我学习能力的实现，主要通过神经元连接权重的动态调整。与传统数据处理方式对比而言，在分析和处理模糊数据时，应用这项人工智能技术，可以取得良好的效果。在人工智能技术不断成熟和发展的背景下，人工神经网络技术的发展愈发成熟，逐渐成为了人们分析和解决问题的重要工具，其智能特征因此得到了体现。比如：人工神经网络与社交软件相结合后，可以使程序具备观察人类行为的能力，在观察人类行为后，计算机程序即可做出合理的回应，有助于人机交互功能的实现。
4.6人工智能技术的未来发展前景
通过上述分析，人工智能技术已经被诸多领域所应用，且应用效果极为显著，但随着技术的不断完善和发展，其应用领域会进一步扩大，笔者对其未来发展前景做出了合理的预测，如下所述：（1）人工智能技术在各行业垂直领域的应用存在非常大的发展潜力。随着IT基础设施的不断完善，人工智能市场会进一步扩大，尤其是自然语言处理技术，在市场中所占的份额会持续增长。（2）人工智能技术在医疗保健行业中的应用。人工智能技术的应用，可以合理配置医疗资源，改善医疗资源配置不合理的现状，医疗成本也会随之下降，并加强医疗保健行业与其他行业间的合作交流。此外，人工智能技术未来会在临床试验、医疗计划和医疗服务中得到应用。在查阅统计资料后得知，人工智能技术在医疗保健行业中的应用市场在短短3年内增长了15×108美元。（3）人工智能技术对屏幕进行取代。在计算机和手机普及应用的今天，屏幕和键盘是人机交互功能实现的主要接口。但在未来，人工智能技术会对这些接口进行取代。比如：AR和VR技术正在进入人类生活，将其应用于自动驾驶系统之中，无需使用屏幕，即可实现人与运算系统的沟通和交流。这表明，人工智能技术的发展，拉近了人类与机器之间的距离，使机器的学习能力不断增强，控制难度业因此而下降。预计在未来，人工智能技术会完全取代屏幕在人机交互中的地位，从而带给使用者更加良好的体验。（4）人工智能技术在手机芯片中的应用。目前智能手机所应用的架构处理器为ARM，但这种处理器在运行大量图像时，会显得不够流畅，无法满足用户的使用需求。因此，在未来手机芯片厂商，会将人工智能运算核心融入到手机芯片之中，以提升手机芯片的性能。实际上，苹果和三星的新款手机已经应用了3D感测技术。（5）AR与人工智能技术相融合。AR的发展离不开人工智能技术的支持，而人工技术的发展也同样如此，如果将人工智能技术比作人体，AR就是人工智能技术的眼睛，可以为人工智能机器人进入虚拟环境训练提供支持。
5结论
综上所述，在计算机技术高速发展的背景下，计算机与人工智能技术的应用范围逐渐广泛，且取得了良好的应用效果。人工智能技术在经过多年的发展后，已经趋于成熟，对国家发展而言，具有十分重要的意义。相较于国外，我国人工智能技术发展时间较短，正在面临严峻的考验。在此背景下，相关领域研究人员应注重人工智能技术的研究，总结过往的发展经验，促进我国人工智能技术的发展和完善。
参考文献：
[1]王兵,杨淑清.计算机人工智能技术的发展与应用研究[J].计算机产品与流通,2020(08):3.
[2]李洋.计算机人工智能技术的发展与应用研究[J].电脑知识与技术,2020,16(12):201-202,206.
[3]张萌.计算机人工智能技术的发展与应用研究[J].通讯世界,2020,27(04):208-209.
[4]李乔凤.计算机人工智能技术的应用与未来发展分析[J].数字技术与应用,2020,38(03):91,93.
[5]王征.探析计算机人工智能技术的应用与发展[J].电子元器件与信息技术,2020,4(01):51-52.
作者：阚永彪单位：甘肃酒泉职业技术学院
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
1.国家工业信息安全发展研究中心.2019-2020人工智能发展报告.2020-7
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
免责声明：市场有风险，选择需谨慎！此文仅供参考，不作买卖依据。
人工智能的发展与未来
随着人工智能（artificialintelligent，AI）技术的不断发展，各种AI产品已经逐步进入了我们的生活。
现如今，各种AI产品已经逐步进入了我们的生活｜Pixabay
19世纪，作为人工智能和计算机学科的鼻祖，数学家查尔斯·巴贝奇（CharlesBabbage）与艾达·洛夫莱斯（AdaLovelace）尝试着用连杆、进位齿轮和打孔卡片制造人类最早的可编程数学计算机，来模拟人类的数理逻辑运算能力。
20世纪初期，随着西班牙神经科学家拉蒙-卡哈尔（RamónyCajal）使用高尔基染色法对大脑切片进行显微观察，人类终于清晰地意识到，我们几乎全部思维活动的基础，都是大脑中那些伸出细长神经纤维、彼此连接成一张巨大信息网络的特殊神经细胞——神经元。
至此，尽管智能的具体运作方式还依然是个深不见底的迷宫，但搭建这个迷宫的砖瓦本身，对于人类来说已经不再神秘。
智能，是一种特殊的物质构造形式。
就像文字既可以用徽墨写在宣纸上，也可以用凿子刻在石碑上，智能，也未必需要拘泥于载体。随着神经科学的启迪和数学上的进步，20世纪的计算机科学先驱们意识到，巴贝奇和艾达试图用机械去再现人类智能的思路，在原理上是完全可行的。因此，以艾伦·图灵（AlanTuring）为代表的新一代学者开始思考，是否可以用二战后新兴的电子计算机作为载体，构建出“人工智能”呢？
图灵在1950年的论文《计算机器与智能（ComputingMachineryandIntelligence）》中，做了一个巧妙的“实验”，用以说明如何检验“人工智能”。
英国数学家，计算机学家图灵
这个“实验”也就是后来所说的“图灵测试（Turingtest）”：一名人类测试者将通过键盘和显示屏这样不会直接暴露身份的方式，同时与一名人类和一台计算机进行“网聊”，当人类测试者中有七成都无法正确判断交谈的两个“人”孰真孰假时，就认为这个计算机已经达到了“人工智能”的标准。
虽然，图灵测试只是一个启发性的思想实验，而非可以具体执行的判断方法，但他却通过这个假设，阐明了“智能”判断的模糊性与主观性。而他的判断手段，则与当时心理学界崛起的斯纳金的“行为主义”不谋而合。简而言之，基于唯物主义的一元论思维，图灵和斯金纳都认为，智能——甚至所有思维活动，都只是一套信息处理系统对外部刺激做出反应的运算模式。因此，对于其他旁观者来说，只要两套系统在面对同样的输入时都能够输出一样的反馈，就可以认为他们是“同类”。
1956年，人工智能正式成为了一个科学上的概念，而后涌现了很多新的研究目标与方向。比如说，就像人们在走迷宫遇到死胡同时会原路返回寻找新的路线类似，工程师为了使得人工智能达成某种目标，编写出了一种可以进行回溯的算法，即“搜索式推理”。
而工程师为了能用人类语言与计算机进行“交流”，又构建出了“语义网”。由此第一个会说英语的聊天机器人ELIZA诞生了，不过ELIZA仅仅只能按照固定套路进行作答。
而在20世纪60年代后期，有学者指出人工智能应该简化自己的模型，让人工智能更好的学习一些基本原则。在这一思潮的影响下，人工智能开始了新一轮的发展，麻省理工学院开发了一种早期的自然语言理解计算机程序，名为SHRDLU。工程师对SHRDLU的程序积木世界进行了极大的简化，里面所有物体和位置的集合可以用大约50个单词进行描述。模型极简化的成果，就是其内部语言组合数量少，程序基本能够完全理解用户的指令意义。在外部表现上，就是用户可以与装载了SHRDLU程序的电脑进行简单的对话，并可以用语言指令查询、移动程序中的虚拟积木。SHRDLU一度被认为是人工智能的成功范例，但当工程师试图将这个系统用来处理现实生活中的一些问题时，却惨遭滑铁卢。
而这之后，人工智能的发展也与图灵的想象有所不同。
现实中的人工智能发展，并未在模仿人类的“通用人工智能（也称强人工智能）”上集中太多资源。相反，人工智能研究自正式诞生起，就专注于让计算机通过“机器学习”来自我优化算法，最后形成可以高效率解决特定问题的“专家系统”。由于这些人工智能只会在限定好的狭窄领域中发挥作用，不具备、也不追求全面复杂的认知能力，因此也被称为“弱人工智能”。
但是无论如何，这些可以高效率解决特定问题的人工智能，在解放劳动力，推动现代工厂、组织智能化管理上都起到了关键作用。而随着大数据、云计算以及其他先进技术的发展，人工智能正在朝着更加多远，更加开放的方向发展。随着系统收集的数据量增加，AI算法的完善，以及相关芯片处理能力的提升，人工智能的应用也将逐渐从特定的碎片场景转变为更加深度、更加多元的应用场景。
人工智能让芯片的处理能力得以提升｜Pixabay
从小的方面来看，人工智能其实已经渐渐渗透进了我们生活的方方面面。比如喊一声就能回应你的智能语音系统，例如siri，小爱同学；再比如在超市付款时使用的人脸识别；抑或穿梭在餐厅抑或酒店的智能送餐机器人，这些其实都是人工智能的应用实例。而从大的方面来看，人工智能在制造、交通、能源及互联网行业的应用正在逐步加深，推动了数字经济生态链的构建与发展。
虽然脑科学与人工智能之间仍然存在巨大的鸿沟，通用人工智能仍然像个科幻梦，但就像萧伯纳所说的那样“科学始终是不公道的，如果它不提出十个问题，也永远无法解决一个问题。”科学总是在曲折中前进，而我们只要保持在不断探索中，虽无法预测是否能达到既定的目的地，但途中终归会有收获。
参考文献
[1]王永庆.人工智能原理与方法[M].西安交通大学出版社,1998.
[2]Russell,StuartJ.ArtificialIntelligence:AModernApproach[J].人民邮电出版社,2002.
[3]GabbayDM,HoggerCJ,RobinsonJA,etal.Handbookoflogicinartificialintelligenceandlogicprogramming.Vol.1:Logicalfoundations.,1995.
[4]胡宝洁,赵忠文,曾峦,张永继.图灵机和图灵测试[J].电脑知识与技术：学术版,2006(8):2.
[5]赵楠,缐珊珊.人工智能应用现状及关键技术研究[J].中国电子科学研究院学报,2017,12(6):3.
[6]GeneserethMR,NilssonNJ.LogicalFoundationofArtificialIntelligence[J].brainbroadresearchinartificialintelligence&neuroscience,1987
作者：张雨晨
编辑：韩越扬
[责编：赵宇豪]人工智能的历史、现状和未来
2018年2月25日，在平昌冬奥会闭幕式“北京8分钟”表演中，由沈阳新松机器人自动化股份有限公司研发的智能移动机器人与轮滑演员进行表演。新华社记者李钢/摄
2018年5月3日，中国科学院发布国内首款云端人工智能芯片，理论峰值速度达每秒128万亿次定点运算，达到世界先进水平。新华社记者金立旺/摄
2017年10月，在沙特阿拉伯首都利雅得举行的“未来投资倡议”大会上，机器人索菲亚被授予沙特公民身份，她也因此成为全球首个获得公民身份的机器人。图为2018年7月10日，在香港会展中心，机器人索菲亚亮相主舞台。ISAACLAWRENCE/视觉中国
2018年11月22日，在“伟大的变革——庆祝改革开放40周年大型展览”上，第三代国产骨科手术机器人“天玑”正在模拟做手术，它是国际上首个适应症覆盖脊柱全节段和骨盆髋臼手术的骨科机器人，性能指标达到国际领先水平。麦田/视觉中国
如同蒸汽时代的蒸汽机、电气时代的发电机、信息时代的计算机和互联网，人工智能正成为推动人类进入智能时代的决定性力量。全球产业界充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义，纷纷转型发展，抢滩布局人工智能创新生态。世界主要发达国家均把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略，力图在国际科技竞争中掌握主导权。习近平总书记在十九届中央政治局第九次集体学习时深刻指出，加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。错失一个机遇，就有可能错过整整一个时代。新一轮科技革命与产业变革已曙光可见，在这场关乎前途命运的大赛场上，我们必须抢抓机遇、奋起直追、力争超越。
概念与历程
了解人工智能向何处去，首先要知道人工智能从何处来。1956年夏，麦卡锡、明斯基等科学家在美国达特茅斯学院开会研讨“如何用机器模拟人的智能”，首次提出“人工智能（ArtificialIntelligence，简称AI）”这一概念，标志着人工智能学科的诞生。
人工智能是研究开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，研究目的是促使智能机器会听（语音识别、机器翻译等）、会看（图像识别、文字识别等）、会说（语音合成、人机对话等）、会思考（人机对弈、定理证明等）、会学习（机器学习、知识表示等）、会行动（机器人、自动驾驶汽车等）。
人工智能充满未知的探索道路曲折起伏。如何描述人工智能自1956年以来60余年的发展历程，学术界可谓仁者见仁、智者见智。我们将人工智能的发展历程划分为以下6个阶段：
一是起步发展期：1956年—20世纪60年代初。人工智能概念提出后，相继取得了一批令人瞩目的研究成果，如机器定理证明、跳棋程序等，掀起人工智能发展的第一个高潮。
二是反思发展期：20世纪60年代—70年代初。人工智能发展初期的突破性进展大大提升了人们对人工智能的期望，人们开始尝试更具挑战性的任务，并提出了一些不切实际的研发目标。然而，接二连三的失败和预期目标的落空（例如，无法用机器证明两个连续函数之和还是连续函数、机器翻译闹出笑话等），使人工智能的发展走入低谷。
三是应用发展期：20世纪70年代初—80年代中。20世纪70年代出现的专家系统模拟人类专家的知识和经验解决特定领域的问题，实现了人工智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突破。专家系统在医疗、化学、地质等领域取得成功，推动人工智能走入应用发展的新高潮。
四是低迷发展期：20世纪80年代中—90年代中。随着人工智能的应用规模不断扩大，专家系统存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理方法单一、缺乏分布式功能、难以与现有数据库兼容等问题逐渐暴露出来。
五是稳步发展期：20世纪90年代中—2010年。由于网络技术特别是互联网技术的发展，加速了人工智能的创新研究，促使人工智能技术进一步走向实用化。1997年国际商业机器公司（简称IBM）深蓝超级计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫，2008年IBM提出“智慧地球”的概念。以上都是这一时期的标志性事件。
六是蓬勃发展期：2011年至今。随着大数据、云计算、互联网、物联网等信息技术的发展，泛在感知数据和图形处理器等计算平台推动以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展，大幅跨越了科学与应用之间的“技术鸿沟”，诸如图像分类、语音识别、知识问答、人机对弈、无人驾驶等人工智能技术实现了从“不能用、不好用”到“可以用”的技术突破，迎来爆发式增长的新高潮。
现状与影响
对于人工智能的发展现状，社会上存在一些“炒作”。比如说，认为人工智能系统的智能水平即将全面超越人类水平、30年内机器人将统治世界、人类将成为人工智能的奴隶，等等。这些有意无意的“炒作”和错误认识会给人工智能的发展带来不利影响。因此，制定人工智能发展的战略、方针和政策，首先要准确把握人工智能技术和产业发展的现状。
专用人工智能取得重要突破。从可应用性看，人工智能大体可分为专用人工智能和通用人工智能。面向特定任务（比如下围棋）的专用人工智能系统由于任务单一、需求明确、应用边界清晰、领域知识丰富、建模相对简单，形成了人工智能领域的单点突破，在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能。人工智能的近期进展主要集中在专用智能领域。例如，阿尔法狗（AlphaGo）在围棋比赛中战胜人类冠军，人工智能程序在大规模图像识别和人脸识别中达到了超越人类的水平，人工智能系统诊断皮肤癌达到专业医生水平。
通用人工智能尚处于起步阶段。人的大脑是一个通用的智能系统，能举一反三、融会贯通，可处理视觉、听觉、判断、推理、学习、思考、规划、设计等各类问题，可谓“一脑万用”。真正意义上完备的人工智能系统应该是一个通用的智能系统。目前，虽然专用人工智能领域已取得突破性进展，但是通用人工智能领域的研究与应用仍然任重而道远，人工智能总体发展水平仍处于起步阶段。当前的人工智能系统在信息感知、机器学习等“浅层智能”方面进步显著，但是在概念抽象和推理决策等“深层智能”方面的能力还很薄弱。总体上看，目前的人工智能系统可谓有智能没智慧、有智商没情商、会计算不会“算计”、有专才而无通才。因此，人工智能依旧存在明显的局限性，依然还有很多“不能”，与人类智慧还相差甚远。
人工智能创新创业如火如荼。全球产业界充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义，纷纷调整发展战略。比如，谷歌在其2017年年度开发者大会上明确提出发展战略从“移动优先”转向“人工智能优先”，微软2017财年年报首次将人工智能作为公司发展愿景。人工智能领域处于创新创业的前沿。麦肯锡公司报告指出，2016年全球人工智能研发投入超300亿美元并处于高速增长阶段；全球知名风投调研机构CBInsights报告显示，2017年全球新成立人工智能创业公司1100家，人工智能领域共获得投资152亿美元，同比增长141%。
创新生态布局成为人工智能产业发展的战略高地。信息技术和产业的发展史，就是新老信息产业巨头抢滩布局信息产业创新生态的更替史。例如，传统信息产业代表企业有微软、英特尔、IBM、甲骨文等，互联网和移动互联网时代信息产业代表企业有谷歌、苹果、脸书、亚马逊、阿里巴巴、腾讯、百度等。人工智能创新生态包括纵向的数据平台、开源算法、计算芯片、基础软件、图形处理器等技术生态系统和横向的智能制造、智能医疗、智能安防、智能零售、智能家居等商业和应用生态系统。目前智能科技时代的信息产业格局还没有形成垄断，因此全球科技产业巨头都在积极推动人工智能技术生态的研发布局，全力抢占人工智能相关产业的制高点。
人工智能的社会影响日益凸显。一方面，人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的核心力量，正在推动传统产业升级换代，驱动“无人经济”快速发展，在智能交通、智能家居、智能医疗等民生领域产生积极正面影响。另一方面，个人信息和隐私保护、人工智能创作内容的知识产权、人工智能系统可能存在的歧视和偏见、无人驾驶系统的交通法规、脑机接口和人机共生的科技伦理等问题已经显现出来，需要抓紧提供解决方案。
趋势与展望
经过60多年的发展，人工智能在算法、算力（计算能力）和算料（数据）等“三算”方面取得了重要突破，正处于从“不能用”到“可以用”的技术拐点，但是距离“很好用”还有诸多瓶颈。那么在可以预见的未来，人工智能发展将会出现怎样的趋势与特征呢？
从专用智能向通用智能发展。如何实现从专用人工智能向通用人工智能的跨越式发展，既是下一代人工智能发展的必然趋势，也是研究与应用领域的重大挑战。2016年10月，美国国家科学技术委员会发布《国家人工智能研究与发展战略计划》，提出在美国的人工智能中长期发展策略中要着重研究通用人工智能。阿尔法狗系统开发团队创始人戴密斯·哈萨比斯提出朝着“创造解决世界上一切问题的通用人工智能”这一目标前进。微软在2017年成立了通用人工智能实验室，众多感知、学习、推理、自然语言理解等方面的科学家参与其中。
从人工智能向人机混合智能发展。借鉴脑科学和认知科学的研究成果是人工智能的一个重要研究方向。人机混合智能旨在将人的作用或认知模型引入到人工智能系统中，提升人工智能系统的性能，使人工智能成为人类智能的自然延伸和拓展，通过人机协同更加高效地解决复杂问题。在我国新一代人工智能规划和美国脑计划中，人机混合智能都是重要的研发方向。
从“人工+智能”向自主智能系统发展。当前人工智能领域的大量研究集中在深度学习，但是深度学习的局限是需要大量人工干预，比如人工设计深度神经网络模型、人工设定应用场景、人工采集和标注大量训练数据、用户需要人工适配智能系统等，非常费时费力。因此，科研人员开始关注减少人工干预的自主智能方法，提高机器智能对环境的自主学习能力。例如阿尔法狗系统的后续版本阿尔法元从零开始，通过自我对弈强化学习实现围棋、国际象棋、日本将棋的“通用棋类人工智能”。在人工智能系统的自动化设计方面，2017年谷歌提出的自动化学习系统（AutoML）试图通过自动创建机器学习系统降低人员成本。
人工智能将加速与其他学科领域交叉渗透。人工智能本身是一门综合性的前沿学科和高度交叉的复合型学科，研究范畴广泛而又异常复杂，其发展需要与计算机科学、数学、认知科学、神经科学和社会科学等学科深度融合。随着超分辨率光学成像、光遗传学调控、透明脑、体细胞克隆等技术的突破，脑与认知科学的发展开启了新时代，能够大规模、更精细解析智力的神经环路基础和机制，人工智能将进入生物启发的智能阶段，依赖于生物学、脑科学、生命科学和心理学等学科的发现，将机理变为可计算的模型，同时人工智能也会促进脑科学、认知科学、生命科学甚至化学、物理、天文学等传统科学的发展。
人工智能产业将蓬勃发展。随着人工智能技术的进一步成熟以及政府和产业界投入的日益增长，人工智能应用的云端化将不断加速，全球人工智能产业规模在未来10年将进入高速增长期。例如，2016年9月，咨询公司埃森哲发布报告指出，人工智能技术的应用将为经济发展注入新动力，可在现有基础上将劳动生产率提高40%；到2035年，美、日、英、德、法等12个发达国家的年均经济增长率可以翻一番。2018年麦肯锡公司的研究报告预测，到2030年，约70%的公司将采用至少一种形式的人工智能，人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。
人工智能将推动人类进入普惠型智能社会。“人工智能+X”的创新模式将随着技术和产业的发展日趋成熟，对生产力和产业结构产生革命性影响，并推动人类进入普惠型智能社会。2017年国际数据公司IDC在《信息流引领人工智能新时代》白皮书中指出，未来5年人工智能将提升各行业运转效率。我国经济社会转型升级对人工智能有重大需求，在消费场景和行业应用的需求牵引下，需要打破人工智能的感知瓶颈、交互瓶颈和决策瓶颈，促进人工智能技术与社会各行各业的融合提升，建设若干标杆性的应用场景创新，实现低成本、高效益、广范围的普惠型智能社会。
人工智能领域的国际竞争将日益激烈。当前，人工智能领域的国际竞赛已经拉开帷幕，并且将日趋白热化。2018年4月，欧盟委员会计划2018—2020年在人工智能领域投资240亿美元；法国总统在2018年5月宣布《法国人工智能战略》，目的是迎接人工智能发展的新时代，使法国成为人工智能强国；2018年6月，日本《未来投资战略2018》重点推动物联网建设和人工智能的应用。世界军事强国也已逐步形成以加速发展智能化武器装备为核心的竞争态势，例如美国特朗普政府发布的首份《国防战略》报告即谋求通过人工智能等技术创新保持军事优势，确保美国打赢未来战争；俄罗斯2017年提出军工拥抱“智能化”，让导弹和无人机这样的“传统”兵器威力倍增。
人工智能的社会学将提上议程。为了确保人工智能的健康可持续发展，使其发展成果造福于民，需要从社会学的角度系统全面地研究人工智能对人类社会的影响，制定完善人工智能法律法规，规避可能的风险。2017年9月，联合国犯罪和司法研究所（UNICRI）决定在海牙成立第一个联合国人工智能和机器人中心，规范人工智能的发展。美国白宫多次组织人工智能领域法律法规问题的研讨会、咨询会。特斯拉等产业巨头牵头成立OpenAI等机构，旨在“以有利于整个人类的方式促进和发展友好的人工智能”。
态势与思考
当前，我国人工智能发展的总体态势良好。但是我们也要清醒看到，我国人工智能发展存在过热和泡沫化风险，特别在基础研究、技术体系、应用生态、创新人才、法律规范等方面仍然存在不少值得重视的问题。总体而言，我国人工智能发展现状可以用“高度重视，态势喜人，差距不小，前景看好”来概括。
高度重视。党中央、国务院高度重视并大力支持发展人工智能。习近平总书记在党的十九大、2018年两院院士大会、全国网络安全和信息化工作会议、十九届中央政治局第九次集体学习等场合多次强调要加快推进新一代人工智能的发展。2017年7月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，将新一代人工智能放在国家战略层面进行部署，描绘了面向2030年的我国人工智能发展路线图，旨在构筑人工智能先发优势，把握新一轮科技革命战略主动。国家发改委、工信部、科技部、教育部等国家部委和北京、上海、广东、江苏、浙江等地方政府都推出了发展人工智能的鼓励政策。
态势喜人。据清华大学发布的《中国人工智能发展报告2018》统计，我国已成为全球人工智能投融资规模最大的国家，我国人工智能企业在人脸识别、语音识别、安防监控、智能音箱、智能家居等人工智能应用领域处于国际前列。根据2017年爱思唯尔文献数据库统计结果，我国在人工智能领域发表的论文数量已居世界第一。近两年，中国科学院大学、清华大学、北京大学等高校纷纷成立人工智能学院，2015年开始的中国人工智能大会已连续成功召开四届并且规模不断扩大。总体来说，我国人工智能领域的创新创业、教育科研活动非常活跃。
差距不小。目前我国在人工智能前沿理论创新方面总体上尚处于“跟跑”地位，大部分创新偏重于技术应用，在基础研究、原创成果、顶尖人才、技术生态、基础平台、标准规范等方面距离世界领先水平还存在明显差距。在全球人工智能人才700强中，中国虽然入选人数名列第二，但远远低于约占总量一半的美国。2018年市场研究顾问公司CompassIntelligence对全球100多家人工智能计算芯片企业进行了排名，我国没有一家企业进入前十。另外，我国人工智能开源社区和技术生态布局相对滞后，技术平台建设力度有待加强，国际影响力有待提高。我国参与制定人工智能国际标准的积极性和力度不够，国内标准制定和实施也较为滞后。我国对人工智能可能产生的社会影响还缺少深度分析，制定完善人工智能相关法律法规的进程需要加快。
前景看好。我国发展人工智能具有市场规模、应用场景、数据资源、人力资源、智能手机普及、资金投入、国家政策支持等多方面的综合优势，人工智能发展前景看好。全球顶尖管理咨询公司埃森哲于2017年发布的《人工智能：助力中国经济增长》报告显示，到2035年人工智能有望推动中国劳动生产率提高27%。我国发布的《新一代人工智能发展规划》提出，到2030年人工智能核心产业规模超过1万亿元，带动相关产业规模超过10万亿元。在我国未来的发展征程中，“智能红利”将有望弥补人口红利的不足。
当前是我国加强人工智能布局、收获人工智能红利、引领智能时代的重大历史机遇期，如何在人工智能蓬勃发展的浪潮中选择好中国路径、抢抓中国机遇、展现中国智慧等，需要深入思考。
树立理性务实的发展理念。任何事物的发展不可能一直处于高位，有高潮必有低谷，这是客观规律。实现机器在任意现实环境的自主智能和通用智能，仍然需要中长期理论和技术积累，并且人工智能对工业、交通、医疗等传统领域的渗透和融合是个长期过程，很难一蹴而就。因此，发展人工智能要充分考虑到人工智能技术的局限性，充分认识到人工智能重塑传统产业的长期性和艰巨性，理性分析人工智能发展需求，理性设定人工智能发展目标，理性选择人工智能发展路径，务实推进人工智能发展举措，只有这样才能确保人工智能健康可持续发展。
重视固本强基的原创研究。人工智能前沿基础理论是人工智能技术突破、行业革新、产业化推进的基石。面临发展的临界点，要想取得最终的话语权，必须在人工智能基础理论和前沿技术方面取得重大突破。我们要按照习近平总书记提出的支持科学家勇闯人工智能科技前沿“无人区”的要求，努力在人工智能发展方向和理论、方法、工具、系统等方面取得变革性、颠覆性突破，形成具有国际影响力的人工智能原创理论体系，为构建我国自主可控的人工智能技术创新生态提供领先跨越的理论支撑。
构建自主可控的创新生态。我国人工智能开源社区和技术创新生态布局相对滞后，技术平台建设力度有待加强。我们要以问题为导向，主攻关键核心技术，加快建立新一代人工智能关键共性技术体系，全面增强人工智能科技创新能力，确保人工智能关键核心技术牢牢掌握在自己手里。要着力防范人工智能时代“空心化”风险，系统布局并重点发展人工智能领域的“新核高基”：“新”指新型开放创新生态，如产学研融合等；“核”指核心关键技术与器件，如先进机器学习技术、鲁棒模式识别技术、低功耗智能计算芯片等；“高”指高端综合应用系统与平台，如机器学习软硬件平台、大型数据平台等；“基”指具有重大原创意义和技术带动性的基础理论与方法，如脑机接口、类脑智能等。同时，我们要重视人工智能技术标准的建设、产品性能与系统安全的测试。特别是我国在人工智能技术应用方面走在世界前列，在人工智能国际标准制定方面应当掌握话语权，并通过实施标准加速人工智能驱动经济社会转型升级的进程。
推动共担共享的全球治理。目前看，发达国家通过人工智能技术创新掌控了产业链上游资源，难以逾越的技术鸿沟和产业壁垒有可能进一步拉大发达国家和发展中国家的生产力发展水平差距。在发展中国家中，我国有望成为全球人工智能竞争中的领跑者，应布局构建开放共享、质优价廉、普惠全球的人工智能技术和应用平台，配合“一带一路”建设，让“智能红利”助推共建人类命运共同体。
作者：中央人民政府驻香港特别行政区联络办公室副主任、中国科学院院士