人工智能的核心技术与应用领域
人工智能是利用数字计算机或者由数字计算机控制的机器,模拟、延伸和扩展人类的智能,感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术和应用系统。
人工智能的核心思想在于构造智能的人工系统。人工智能是一项知识工程,利用机器模仿人类完成一系列的动作。根据是否能够实现理解、思考、推理、解决问题等高级行为。
人工智能的核心技术主要包含:深度学习、计算机视觉、自然语言处理和数据挖掘等。应用的细分领域包含:智能机器人、虚拟个人助理、实时语音翻译、视觉自动识别、推荐引擎等。
深度学习
人脸识别可以说是当前深度学习最为成熟的应用。人脸识别,是基于人的脸部特征信息,进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集,含有人脸的图像或视频流,并自动在图像中检测和跟踪人脸来对检测到的人脸,进行脸部识别的一系列相关技术。
计算机视觉(CV)
计算机视觉有着广泛的细分应用,其中包括,医疗成像分析被用来提高疾病的预测、诊断和治疗;人脸识别被支付宝或者网上一些自助服务用来自动识别照片里的人物。同时在安防及监控领域,也有很多的应用。
自然语言处理(NLP)
自然语言处理有着十分广泛的应用场景,包括:搜索关键词联想、机器翻译、社交媒体监控、聊天机器人、智能语音助理、语法检查程序、电子邮件过滤等。
数据挖掘(DM)
数据挖掘最主要的就是在统计上的应用了,基于用户的行为、属性(用户浏览网站产生的数据),通过算法分析和处理,主动发现用户当前或潜在需求,并主动推送信息给用户的信息网络。例如电商网站的智能推荐。
近些年,人工智能的潜力很大程度激发了公众的想象力。除了上面的应用之外,人工智能技术肯定会朝着越来越多的分支领域发展。医疗、教育、金融、衣食住行等涉及人类生活的各个方面都会有所渗透。我们可能在短时间内就拥有强人工智能,也可能需要几个世纪。但是可以肯定的是,我们永远不会放弃对人工智能的追求。
人工智能应用领域的研究与展望
引言
20世纪的科技成就中,人工智能占据着重要的位置,它的研发使用是将智能机器人的技术、信息化技术、自动化技术和关于人类自身智能探索与研究融为一体的必然结果。随着人工智能的系列化研究与发展,如今,人工智能已经被广泛地应用于很多领域。但是关于人工智能的应用领域的综述并不多,本文就人工智能在不同领域应用发展趋势进行展望。
1人工智能的由来
人工智能是研究、开发模拟应用、延伸和拓展人的智能领域的理论、方法、技术以及应用系统的一门新的学科。相比于其他学科,人工智能的研究和发展历史是很短暂的,但是它的研究发展与应用却为人类生活带来了翻天覆地的变化,是人类发展历史的一个里程碑,将人类从繁重的体力劳动和脑力劳动中解放出来,同时帮助人类探索拓展了更多的未知领域。
1956年,麦卡赛和明斯基等科学家就提出了“人工智能”的理念,认为在未来机器将会以其独有的人工智能特点更好地服务于人类,代替人类来完成许多高难度、高强度和高危险系数类的工作。这一理念的提出引来了许多优秀科学家的青睐,随即对此展开了更深入的研究、探索、发展和应用[1]。
在计算机的应用普及之前,几乎没有什么机器设备可以分担人类的脑力劳动,特别是依据人脑的思维去对数据进行收集、处理、运算、判定、存储、积累、分析和选择决断。当计算机有了一定程度的发展和应用之后,能够代替人脑工作的软件才逐步被开发并应用到研究和生活中。由早期的各种复杂数据分析运算,一维、二维、三维和立体的测绘,继而发明并应用二维码的识别、无人机作业、月球车等各种模拟人类思维模式的应用,到后来人工智能云处理、对比、处理和建议等人脑无法准确、无误且快速处理大数据的运用。如今,人工智能的应用已经遍布人类生活的许多领域。
2人工智能的应用领域
现在人工智能在计算机领域的应用比较广泛,在其他领域的发展应用也是频见报道。随着人工智能“深、广、精”的研究、发展与应用,不久,必将迎来在更多领域的应用,未来的人工智能将更加智能,更加的人性化,更像个“人”一样进入人类生活,为人类社会的发展服务。
2.1人工智能在工业领域的应用
人工智能的应用在工业发展方面起着举足轻重的作用,它具有效率高、稳定可靠、重复精度好,可承担劳动强度大、危险系数高的作业等优势,已被广泛应用到了工业生产领域,如机器人焊接、机器人搬运、机器人装配、机器热打磨抛光和机器人喷涂电镀等。2018年,林远长等人研究得到焊接机器人在每米长度方向上焊接轨迹跟踪仿真误差为0.18mm,而实际跟踪误差为0.2mm,由此验证利用人工智能仿真误差与实际误差基本一致,完全满足工业生产需求[2]。赵猛研发发动机挠性飞轮盘螺纹装配工业机器人项目[3],提高装配的自动化和柔性化程度,保证装配质量和生产效率。用人工智能的机器人来代替普通工人去完成许多对人体有不良影响及人体生理条件限制而不能承受的工作,是20世纪工业发展的一个质的飞跃,是工业发展史的一个标志性的里程碑。
2.2人工智能在金融领域的应用
近来,随着人工智能的开发及应用,互联网金融更是取得了极其辉煌迅猛的发展。二维码支付、手机银行、网络借贷、P2P平台、淘宝、京东等逐渐成为人们茶余饭后议论的热点词汇。通过大数据库、云计算、计算机网络应用、区块数据链等最新IT技术,即可获取大量、精确的信息,更加个性化、定向化的风险定位模型,更科学、严谨的投资决策过程,更透明、公正的信用中介角色等,从而能大大地提高金融业务效率和服务水平,特别是一些技术应用,如大数据征信、供需信息、供应链金融等[4]。
2.3人工智能在信息安全领域的应用
数字密码安保模式伴随着互联网技术的不断发展,其弊端也逐步显露,一方面容易被破解,导致信息泄露,另一方面,对于越来越多的信息安保需求,对人脑的记忆力要求也越来越高。由此产生的各种困扰也越来越多,如忘记密码后,自动取款机无法取现、打不开文件、登录不了系统等问题层出不穷,因此信息安全问题越来越被人们所关注。但当人工智能和生物识别技术结合并深入发展之后,信息安全领域得到了一个全新的发展和提高。指纹解锁速度可达0.2s,支持多个指纹同时录入,且被广泛应用;iPhoneX的人脸识别解锁,支付宝的刷脸登录和考勤机器上的刷脸打卡等正渐渐步入人们的日常生活之中;人的虹膜具有惟一性,为实现信息认证、保障信息安全提供了理论基础。现实中也已经有电子厂商将这一技术运用到了实际产品当中,比如三星S系列的手机,就配备了虹膜识别技术,但是虹膜识别目前对环境的要求比较高,尤其是在暗光环境下识别效果还有待提升。相比于指纹识别,虹膜识别在完成产业化的道路上还有很长的路要走[5]。
2.4人工智能在医疗领域的应用
医疗领域的人工智能应用更加普遍,它正在成为改善人们身心健康的主力军,可为病人提供就诊前健康状况初步分析和评估、协同医师处理病人信息和改善服务质量、在医院精准地指导病人就医、节约医疗资源、缓解就医难的紧张局面等。医学领域,精准是非常重要的,因为任何偏差或者误判都会危及人体的健康乃至生命。2015年,杨宇面对心脏手术医疗机器人的异构式主从控制研究,充分运用人工智能[6],简化了手术操作,降低了操作风险。人工智能芯片能够存入大量的信息,并对这些信息进行高速地运算处理和判断,做出最准确的决策,这是目前人脑没有办法做到的[7]。人工智
能还可以根据患者的实际情况,收集所需要的数据,结合过去的数据进行计算和决策,从而得出最有效的治疗方案,以此减少医务人员的脑力劳动强度,合理利用医疗资源[8]。
3人工智能应用领域的展望
随着人工智能在数字理论技术、自动化控制、机器人应用等方面不断地研究发展,将来,机器必定会无限地接近人的各种行为,通过智能“视觉”“听觉”“触觉”“味觉”“嗅觉”来接收信息,传递信息;通过“电脑”来处理信息,选择和决策;通过智能输出端的“说”和“做”来传递信息发布需求和指令;通过智能肢体“行为”来响应与实施。在人类的日常工作、学习、医疗、安全和可持续发展等领域,人工智能都将尽最大的可能去为人类提供服务。然而无论人工智能发展到哪一步,依然无法在思维、精神、感触和情绪方面全盘取代人脑,仍旧不够人性化和智能化,只能跟随人类对自身智能的开发和研究而尽量接近人类[9]。与此同时,随着大数据类的人工智能的研究与开发,信息安全问题将会凸显,并且成为科学家以后很长一段时间的困扰和研究热点[10]。
4结语
总之,人工智能技术的发展是日新月异的,为将来在更多领域、更广泛的应用人工智能技术提供了更多的可能,但是,这一切都是基于人类对自身智能的充分了解和掌握。为此,还需要很多的知识和技术积累,针对人工智能更大量的应用,科研人员还需要做更多的工作。一方面是开发更多的未知智能,另一方面是完美地将人的智能转化成机器人的智能来为人类生存与发展服务。
人工智能产业的应用场景和发展模式
1、基础层面:主要有AI芯片、传感器、云计算、减速器等四类核心产品
(1)AI芯片——主要包括GPUFPGA等加速硬件与神经网络芯片、为深度学习提供计算硬件,是重点底层硬件。
(2)传感器——主要对环境、动作、图像等内容进行智能感知,是人工智能的重要数据输入和人机交互硬件。
(3)云计算/大数据——主要为人工智能开发提供云端计算资源和服务,以分布式网络为基础,提高计算效率,包括数据挖掘、监测、交易等,为人工智能产业提供数据的收集、处理、交易等服务。
(4)减速器——作为一种相对精密的机械,主要为人工智能产品降低转速,增加转矩,以满足不同场合下的工作需要,是重要的底层硬件。
2、技术层面:主要有计算机视觉、自然语言处理、语音识别、机器学习等四类核心技术
(1)计算机视觉——包括静动态图像识别与处理等,对目标进行识别、测量及计算。主要应用在智能家居、语音视觉交互、ARVR、电商搜图购物、标签分类检索、美颜特效、智能安防、直播监管、视频平台营销、三维分析等场景。
(2)自然语言处理——基于数据化和框架化,研究语言的收集、识别理解、处理等内容。主要应用在知识图谱、深度问答、推荐引导、机器翻译、预料处理、模型处理等场景。
(3)机器学习——主要以深度学习、增强学习等算法研究为主、赋予机器自主学习并提高性能的能力。主要应用在压缩技术、安防、数据中心、智能家居、公共安全等场景。
(4)语音识别——通过信号处理和识别技术让机器自动识别和理解人类口述的语言,并转换成文本和命令。主要应用在智能电视、智能车载、电话呼叫中心、语音助手、智能移动终端、智能家电等场景。
3、应用层面:主要分为智慧城市、智慧生产、智慧生活三大类应用场景
(1)智慧城市:智慧城市涉及到交通、教育、医疗、零售等与用户生活息息相关的场景,把这些场景集合在同一平台上,增强用户使用习惯将会增强,粘性就会提升。各类场景互联互通,最终达到提升城市运维效率、提升资源管理效率、提升居民生活品质的目的。
典型智慧城市应用场景
(2)智慧生产:形成产品生产导向向需求生产导向转变的智慧生产流程体系
(3)智慧生活:涵盖智慧居住、饮食、健康监护管理、家庭管理等应用场景
人工智能属于面向未来的新事物,应用场景是人工智能发展的主要驱动力。下面简要分析医疗、交通、教育、金融、生活、零售、安防、园区、环保、政务等10个细分领域的人工智能应用场景及商业模式。
典型应用1:AI+医疗——中国医疗人工智能处于风口期,医学影像和疾病风险管理为热点
智能医疗,从技术细分角度看,主要包括使用机器学习技术实现药物性能、晶型预测、基因测序预测等;使用智能语音与自然语言处理技术实现电子病历、智能问诊、导诊等;使用机器视觉技术实现医学图像识别、病灶识别、皮肤病自检等。从应用场景来看,主要有虚拟助理、医学影像、辅助诊疗、疾病风险预测、药物挖掘、健康管理、医院管理、辅助医学研究平台等八大AI+医疗市场应用场景,其中医学影像和疾病风险管理为热门领域。
典型应用2:AI+交通——中国市场规模庞大,形成四类无人驾驶主流商业产品
智能驾驶其涉及的领域包括芯片、软件算法、高清地图、安全控制等。目前主要商业产品有无人驾驶出租车、无人驾驶卡车、无人巴士和无人驾驶送货车;无人驾驶车辆将设计拥有更高的安全性且能极大地降低人力成本,成为诸多相关企业的关注的焦点。
(1)无人驾驶出租车:人驾驶出租车因为其安全性更高,因此被很多汽车服务业关注,目前,无人驾驶出租车已经处于测试阶段。2015年软件公司NuTonomy在新加坡开始无人驾驶出租车测试,计划2018年完成整个无人驾驶服务的商业化
(2)无人驾驶卡车:无人驾驶卡车能有效降低司机因长时间、长距离运输而疲惫导致的安全事故。2016年11月,中国福田汽车联合百度在上海发布了国内首款无人驾驶卡车。
(3)无人巴士:固定的行驶路径、固定的停靠车站,使得无人驾驶巴士成为解决公众出行的新办法。2017年10月,百度联合金龙客车合作生产无人公交车,预计在2018年实现整车量产。
(4)无人驾驶送货车:货物运输最后一公里为运输行业的瓶颈,无人送货车能够全天候工作,加大增加工作效率。2017年7月,英国杂货电商公司Ocado在伦敦东部测试了无人送货车。
典型应用3:AI+生活——以IoT为基础的家居生态圈,主要有八大市场热点领域
智慧生活是一个以IoT为基础的家居生态圈,其主要包括智能照明系统、智能能源管理系统、智能视听系统、智能安防系统等。市场热点集中在硬件支持、智慧场景应用、产品、平台等方面,主要有机器学习、无线模块、智能家庭平台、智能家居娱乐系统、家居安防、健康家庭医疗系统等智能家居市场八大热点。
典型应用4:AI+金融——智能金融变革金融业务全流程
AI技术赋能金融领域,主要包括智能风控、智能投顾、智能投研、智能支付、智能营销和智能客服等。从金融角度来讲,智能的发展依附产业链涉及资金获取、资金生成、资金对接到场景深入的资金流动全流程,主要应用于银行、证券、保险、p2p、众筹等领域。
典型应用5:AI+教育——千亿庞大市场规模,三大应用主体与十三大应用场景
智能教育可分为学习管理、学习评测、教学辅导、教学认知思考四个环节,全面覆盖“教、学、考、评、管”产业链条,并已在幼教、K12、高等教育、职业教育、在线教育等各类细分赛道加速落地。围绕教育机构、教师、学生等三大主体,智能教育产品主要应用于教育评测、拍照答题、智能教学、智能教育、智能阅卷等十三大场景。
典型应用6:AI+零售——实现零售购物的无人化、定制化、智能化,提升购物体验
AI+零售将实现零售购物的全面无人化、定制化、智能化,实现消费者购物体验的全面升级。典型的应用场景主要有智能提车和找车、室内定位及营销、客流统计、智能穿衣镜、机器人导购、自助支付、库存盘点等场景。
(1)智能停车和找车。为智能停车模块,帮助用户解决“快速停车及找车”的痛点。如阿里巴巴推出的喵街App中包含智能停车及找车模块,目前已经应用于几十家购物中心。
(2)室内定位及营销。在用户购物及浏览过程中快速根据用户需求、物品位置实现精准匹配。如北京大悦城等商场已经实现了室内导航及定位营销,iBeacon的技术解决方案颇受青睐。
(3)客流统计。实时统计客流、输出特定人群预警、定向营销及服务建议。如图普科技,利用开发客流统计解决方案,为天佑城的活动策划和招商部门提供客观数据佐证。
(4)智能穿衣镜。为用户提供个性化的定制服务,增加用户实际购物体验。智能虚拟穿衣镜已经在Lily、马克华菲等诸多品牌门店中部署。
(5)机器人导购。增加用户购物过程的趣味性,从而提升销售。如零售机器人“豹小贩”实现从“人找货”到“货找人”的转变,自动走到人流量大的地方,主动推荐商品。
(6)自助支付。收银服务机提供屏幕视频、文字、语音三种指引方式,引导自助支付。如国内阿里的刷脸支付尝试。
(7)库存盘点。库存盘点机器人替代仓库管理员,提升工作效率。如德国MetraLabs推出机器人Tory,为德国服装零售商AdlerModemrkte提供库存盘点服务。
典型应用7:AI+安防——平安城市、园区、校园、家居、金融等一体化智能安防建设
智能安防是人工智能最先大规模应用,并持续产生商业价值的领域,主要依托低速无人驾驶、环境感知、目标检测、物体识别、多模态交互等技术,实现目标跟踪检测与异常行为分析,视频质量诊断与摘要分析,人脸识别与特征提取分析,车辆识别与特征提取分析等,实现平安城市、园区智能安防、校园智能安防、家居智能安防、金融智能安防等一体化智能建设。
(1)平安城市——开展城市监控报警联网系统建设,公安机关建监控系统,省级监控平台,地市级平台,实现城市智能公安联网监测检查。
(2)园区智能安防——工业园区安防系统由视频监控系统、入侵报警系统、门禁管理系统、电子巡更系统、停车管理系和综合管理平台等构成。
(3)校园智能安防——主要构建透明食堂监控、校园车辆卡口系统、手机移动监控等系统,实现技防各子系统高度集成联动、海量数据智能化分析并自动导出,实现安保工作基础平台信息化。
(4)家居智能安防——家居安防系统主要包括报警控制主机、无线传感器网络节点两大模块,负责对采集的信号进行分析和处理,以及安防情况进行远程监控。
(5)金融智能安防——金融安防系统包括技术防范系统和实体防护设施,技术防范系统主要包括视频安防监控系统、出入口控制系统、入侵报警系统和监听对讲系统等,实体防护设施主要包括专用门体、防弹复合玻璃、提款箱、运钞车、保管箱和ATM自动柜员机等。
典型应用8:AI+园区——实现物业硬件互联信息化、服务智慧化、产业智能化
在智慧园区场景下,从硬件设施到系统软件,从智慧物业到智慧服务,实现物业硬件信息化互联,服务智慧化、产业智能化。园区形成微型智慧生态,物业信息化互联,并为园区企业提供智慧化办公生产相关服务,吸引智慧产业入驻发展。
(1)园区互联信息化。园区安防、管网、能源等硬件设施互联互通,信息化自动化。场景构建主要打造智能化信息系统、智能门禁系统,集成园区智能硬件系统。
(2)园区服务智慧化。为园区企业提供智慧化科技创新、办公智慧化、园区生活智慧化相关服务。商务办公智慧化场景构建主要依托智能会议系统、智能客服系统、办公场景语音系统实现;科创孵化智慧化场景构建主要打造智慧产业孵化器。
(3)产业发展智能化。集聚信息技术、智能制造企业,推动产业化升级和智慧城市发展。场景构建主要依托导入相关产业资源,形成产业集聚。
典型应用9:AI+环保——实现环境监测实时动态化、环保装备智能化、管理智慧化
智慧环保场景下,从监测到管理,从环保硬件到服务平台软件,实现环保装备智能化、环保管理智慧化,并融合机器学习、机器人、人机交互、智能语音、大数据等技术,在智能环保机器人、环保服务平台领域发力,构建场景新生态。
典型应用10:AI+政务——打造政务部门数据集成共享,实现政务决策IT化
(1)城市全景精细呈现。打造GIS地理信息技术平台,依托智能化城市基础设施建设,展现城市数据。
(2)部门数据融合互通。引入信息技术集成服务商,集成市政、警务、交通、电力、等部门数据库系统,开辟数据接口,实现数据融合互通。
(3)智能化统计分析。构建城市政务管理云服务平台,实现智能化数据分析,为城市智慧化精细化管理提供决策依据和建议。
(4)对话数据,交互查询。建设统一查询系统,引入系统开发服务商,设计实现交互查询的查询系统,非隐私数据可民用开放。
(5)可视化部署、指挥调度。通过数据可视化云平台打造,实现突发事件应急联动,有效结合各部门数据资源,达到高效决策、部门联动、信息共享的指挥调度系统。
根据东滩产业内参《人工智能产业投资趋势及发展模式》的研究,中国人工智能产业空间集聚模式主要呈现智慧城市、产业集聚区/创新区、产业小镇/产业园区等三种形式。智慧城市建设、产业集聚区/创新区、产业小镇/产业园区三个层面互为促进,成为推动人工智能产业发展的主要路径。
(1)智慧城市
通过打造人工智能创新应用示范区/产业集聚区/小镇/园区等形式,形成深度应用场景,建设应用示范项目;促进人工智能在智慧政务、智慧交通、智能医疗、智能健康和养老等领域深化应用。典型的案例有上海、杭州、北京、深圳等智慧城市的建设。
(2)产业集聚区/创新区
依托区域较好的智能制造基础及信息技术优势,集聚人工智能、大数据、云计算、区块链、VR/AR等数字产业项目,将技术和应用扩散至周边区域,与其他产业交叉融合发展。典型的案例有上海张江人工智能岛、杭州高新区(人工智能)优势产业集聚地等。
(3)产业小镇/产业园区
作为大型经济开发区里的专业园区,或是以人工智能产业为特色的产业小镇,与周边科技、制造、新一代信息技术等产业协同发展。典型案例有苏州工业园人工智能产业园、杭州人工智能产业园、沧州高新技术产业开发区人工智能科技产业园等。
案例链接1:智慧上海
打造六大人工智能创新示范区
上海将着力打造6个人工智能创新应用示范区,形成60个深度应用场景,建设100个以上应用示范项目。构建“一带一区多点联动”的产业空间布局,包括“徐汇滨江-漕河泾-闵行紫竹”人工智能创新带、“张江-临港”人工智能创新承载区、华泾北杨人工智能特色小镇、上海松江洞泾人工智能特色产业基地。
上海人工智能产业空间格局
专业园区——上海张江人工智能岛
项目概况:上海张江人工智能岛位于张江科学城中区,占地面积6.6万平方米,建筑面积10万平方米,由张江集团负责开发运营的人工智能产业新标杆。产业方向以语音识别、视觉识别技术世界领先,信息处理、智能监控、生物特征识别、工业机器人、无人驾驶为主。目前吸引了包括微软、阿里巴巴、同济大学、云从科技在内的跨国巨头、BAT龙头、科研院所和独角兽企业入驻园区。成为上海市首批人工智能应用场景,并成为唯一的“AI+园区”实施载体。
产业发展策略:
(1)基金政企合作,打造开放创新平台。与龙头企业共建孵化器、共设投资基金,并搭建集创新转型工坊、创新实验室、项目实战空间、应用演进与运营四维一体的人工智能“能力开放工场”,塑造产业垂直生态。
(2)集聚世界创新大脑,引领高端发展。加强前瞻性研究,集聚世界一流科学家、学者开展人工智能基础理论、核心算法以及脑科学、基础系统等方面的基础研究,实现高端引领发展。
(3)技术与场景联合试验,助推远期产品落地。围绕智能安防、语音识别、机器视觉、深度学习等人工智能新技术,与应用场景进行深度融合,并在岛上进行联合试验和交互体验,并将技术和应用扩展至整个张江科学城。
典型案例2:智慧杭州
打造十大人工智能应用示范区
杭州人工智能产业发展规划建设10个人工智能应用示范园区和特色小镇,构建数据驱动、人机协同、跨界融合、共创分享的智能经济生态圈。构建“一廊一区多点联动”的产业空间布局。打造杭州城西科创大走廊,构筑杭州高新区(滨江)优势产业集聚地,人工智能产业基地多点布局。
专业园区——杭州人工智能产业园
项目概况:位于杭州高新技术开发区滨江区江虹路,与阿里巴巴、浙江大学等比邻而居,规划面积3.43平方公里,总建筑面积8万平方米,由四幢主体建筑合围而成。项目定位于打造集专业化服务功能、创新型孵化功能、多资源聚合功能、产学研转化功能于一体的人工智能产业新平台,成为省级人工智能技术研发、应用、产业化的示范基地,重点打造产业资源交换、孵化研发、传媒、生活等四大中心。以人工智能为特色,覆盖大数据、云计算、物联网等业态,集中力量招引机器人、智能可穿戴设备、无人机、虚拟/增强现实、新一代芯片涉及研发等领域。
产业发展策略:打造全球创客中心人工智能集聚区,广泛集聚以人工智能为代表的智慧产业创客极客,发挥创业创新集聚效应,在引领区域创新上发挥重要的作用与市场影响力,着力构建“一主三化五平台”产业发展服务体系及综合运营管理服务体系。
(1)一大生态——打造有利于人工智能产业快速发展的生态系统;
(2)三化产业载体——人工智能技术成果化(孵化器)、人工智能成果产业化(加速器)、人工智能产业资本化(倍增器);
(3)五大发展平台——产业产学研合作平台、产业技术成果交易平台、产业公共服务平台、产业企业家交流平台、产业投资发展平台;
(4)运营管理体系——建立人工智能产业联盟,与投资行业协会、国内知名投资机构、金融服务机构、投融资服务组织等建立紧密的合作关系,为创新创业者提供全面专业的资本服务。
总的看来,中国人工智能产业集聚创新发展主要体现在四方面,即集中展示AI在特点场景下的纵向应用,如:学校、医院、工厂、家庭等,整合各类AI技术,打造整体式的解决方案;体现AI在特定行业中的创新应用,如:交通、政务、安防、环保、教育、金融等行业,推动人工智能对行业产生显著的带动作用;通过AI跨领域跨行业的集中应用,如:园区、社区等,实现人工智能对区域的全面赋能;通过龙头企业的带动,搭建AI产业发展开放平台,集聚产业链上下游资源,实现区域人工智能产业的协同创新发展。
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浅谈人工智能技术赋能英语学习
人工智能技术已经融入到我们的日常工作、学习、生活中,悄然改变着社会生活。人工智能技术也给英语教学带来了机遇和挑战,英语教学要结合现代信息技术,尤其是人工智能技术,以更好地培育具有国际化视野的创新性、复合型、应用型人才。人工智能技术开拓了多元化学习路径,辅助英语学习,促进英语学习质量的提高。
本文结合教育式人工智能与英语学习机制的内含,探讨人工智能技术对英语学习的促进作用,在此基础上提出人工智能技术赋能英语学习创新的路径。构建人工智能英语学习平台,有助于促进英语知识的吸收与应用,推进英语学习质量提高,培育一专多能的优秀人才。
教育式人工智能与英语学习机制的内含
教育式人工智能。人工智能在教育领域的应用取得了巨大进展,智能数据共享功能能够将最先进的教学资源分享到平台账户。教育式人工智能主要指的是通过人工智能技术的有效应用,在课外进行知识学习,从而合理利用碎片化时间,丰富了知识储备。在英语学习过程中借助人工智能平台的应用优势,对学习目的、学习过程、学习方法进行精准定位,检测英语学习效果,让学习者能够更快地掌握英语词汇、句子的应用语境,并创造一个良好的实践交流场景,做到学以致用。此外,人工智能技术能够结合学习者的个性化发展需求,制定出适合学习者的英语学习方案。
英语学习机制。英语学习机制通常指的是学习者综合应用多种学习方法,利用闲暇时间掌握复杂的英语知识内容,实现知识内化,丰富个人的英语交流经验,并在此基础上调节内心的情感状态,更好地适应复杂多变的英语交流环境。人工智能技术改变传统的英语学习方式后,可根据学习者的年龄特点、工作生活环境制定出科学合理的英语学习方案。人工智能技术可将日常生活用语作为学习内容,与传统课堂教学相比,更能够符合英语实践性的需求。人工智能提供多样化个性化的英语学习方案,能够针对学习者的学习习惯提供教学,针对弱项精准地进行讲解和示范。
人工智能技术对英语学习的促进作用
详细记录教学内容--促进自主学习。构建人工智能英语学习平台,实现对英语教学信息的全面收集与管理,通过教学内容、课堂流程记录,为后续的自主学习提供有力支撑。人工智能技术所建立的庞大教学数据库,能够让学习者在自主学习的过程中,结合个人的学习需求制定出个性化的学习方案,从数据库中查找适合自己的课堂英语教学内容。智能化英语教学平台的构建,能够随时随地进行课堂教学内容复习,将教师与学生的课堂互动详细的记录下来,生成自动化数据进行储存。
在英语自主学习的过程中,可以利用云计算技术、语音识别技术等人工智能技术,深度分析英语交流行为和教学过程中重点提及的英语词汇,通过随堂检测分析自身的英语水平,在反复多次的英语练习中认识到自身的不足之处,及时调整英语学习思路。参考庞大的数据分析结果,制定出科学的学习计划,干预自身的学习行为。通过人工智能技术的有效应用,可助力于学习者和教学工作者的分析研判,为后续的英语学习提供数据和案例支撑。
智能化口语评测--促进学习反思。当代中国是开放的中国,国际间的交流越来越频繁,无论是已经进入社会岗位的就职人员,还是正处于知识积累的学生,都需要具备良好的英语交际能力。
多年来,英语评测主要测量学习者的英语基础知识和读写能力,而对学习者的英语听说能力缺乏有效测评。
人工智能技术的有效应用改变了传统以闭卷考试为主的英语测评方式,可随时随地了解学习者的英语交际能力。人工智能能够自主分析学习者的英语发音和英语对话时所采用的语调。在智能化英语测试过程中,由系统生成一组图画,考生用英语描述所看到的画面信息,可对学习者的英语应用能力进行综合考察。人工智能英语学习平台可根据学习者的实际表现给予客观评价,有效降低传统人工评分方式中主观因素的影响。
智能拆分知识点--促进知识积累。在传统英语学习过程中,学习者往往采用题海战术,通过大量词汇的背诵和题目的解析,提高个人的英语水平和应试能力。人工智能英语学习平台的建立,能够突破传统英语学习方式和内容的限制,对学习内容、学习能力和学习方法进行细化拆分,注重知识点之间的关联概率,并根据学习内容、学习风格,筛选出适合学习者的学习重点和难点。知识点拆分越细,对每一个学生的诊断才能更精准,学生真正可以做到哪里不会学哪里,教育者的教学才能更有效。人工智能英语学习平台的建立,还可以监测英语学习盲点,降低学习内容的重复率,提高学习效率。
人工智能技术创新英语学习方法
语音识别辅助听、说练习。语言是人与人之间进行信息交流的重要手段,在自主学习过程中运用人工智能语音识别技术进行英语听说练习,通过人工智能技术实现语言交互,通过机器翻译功能,强化对英语语言的理解。人工智能英语学习平台的响应速度较快,机器在听取学习者的英语表述后给予恰当的反馈,可以模拟真实交互场景,例如,在英语听力训练过程中,需要区分相同、相似发音词语,back[bæk]--bike[baik]、and[ænd]--end[end]、sick[sik]--seek[si:k]等,人工智能技术可以使识别过程趣味化、可视化。其次,要了解跨文化中交际双方的交际意图和交际方式,可通过人工智能技术的应用,反复多次的进行英语跟读、对话练习。人工智能可根据学习者当前的英语水平提供针对性的训练,助力于学习者快速高效了解交际意图和文本内容。
交流氛围营造助力英语对话学习。英语学习的核心是能够熟练地运用语言词汇进行英语交际,因此,人工智能技术的有效应用,需要为学习者创造一个可以自主交流的学习工具,注重学习者英语交际能力的培养。英语学习是一个熟能生巧的过程,要营造科学的英语交流氛围,激发学习者的对话兴趣,为学习者提供一个英语对话场景,并要求学习者反复进行模拟训练,直到学习者能够熟练地运用对话内容和交际策略,达到自主交流的目的。
教育式人工智能具有一定的行动能力,能够随时陪伴在英语学习者的身旁。如名师机器人助教与英语学习者展开英语对话,保持互动,从而达到寓教于乐的效果。人工智能技术不仅能够替代传统的人与人交流,还能够在教育事业中发挥智能优势,例如,科大讯飞公司推出了一款智能陪伴机器人,能够针对当前学习者的英语学习内容,主动进行学习引导,与学习者展开交流互动。在人与机器对话的过程中,辅导机器人通过观察学习者的表现,及时的给予英语词汇提示,辅助学习者完成基本的英语对话。人机互动能够提供更加全面的口语练习机会,在进行中国传统节日学习时,优先向学习者提供常用的英语交流内容:SpringFestivalisonJanuary(春节在一月),并衍生出中秋在八月、清明在四月等。由PeopleeatmooncakesinMid-AutumnFestival(人们在中秋节吃月饼),衍生出PeopleeatricedumplingsatDragonBoatFestival(人们在端午节吃粽子)等,并围绕相关主题展开交流互动,提高了学习者口语交际能力。
英语阅读丰富英语词汇学习。通过提供丰富多彩的阅读内容激发学习兴趣,如人工智能具有的虚拟陪伴功能,可将采集到的海量阅读内容精选推送给学习者,并以英语阅读材料为基础布置学习任务,学以致用,激发英语学习者的内在动力。人工智能英语学习平台具有许多游戏功能,如词汇闯关、场景互换等,都可以作为阅读练习的辅助工具。通过闯关升级,阅读内容逐渐扩充,阅读难度层层提升,增加了学习的趣味性和挑战性。通过人工智能技术的应用,创建了虚拟的学习环境,获得沉浸式的学习体验,如设计学习者喜欢的虚拟形象,并围绕阅读内容与学习者展开交流互动,在阅读过程中根据图片信息、视频信息进行英语文章创作。例,虚拟故事人物说Ienjoyedthefoodverymuch.(我很喜欢这里的食物),suchas…,在阅读过程中学习者可掌握与食物相关的英语词汇,然后学习者进行自主回复Don’teattoomuchjunkfood.(别吃太多垃圾食品)。
英语写作培育语言组织能力。英语学习中阅读与写作相辅相成,结合阅读时所涉及到的知识内容进行文章创作,可达到事半功倍的效果。人工智能技术的有效应用,随时随地分析当前学习者的英语知识掌握情况,制定出个性化的写作任务。引导学习者结合文章的上下文信息,确定写作主题,培养学习者良好的英语写作习惯,并在智能平台发布创作的英语文章,与其他英语爱好者展开交流探讨。例如,LastSpringFestival,LiwasinCanada.(去年春节,李去了加拿大)Itwassnowy。Liwentskating.(下雪了,李去滑冰了)。围绕这一阅读内容,人工智能技术推送下雪时的常用英语词汇和表述,制定相应写作任务。之后,学生通过在线主题句填空,补全例子,段落翻译、段落临摹、段落总结等方式进行英语写作,并对完成后的作品进行智能评阅,在线交流讨论等。
人工智能技术赋能英语学习,改变了传统的英语学习方式和过程,打破学习时间和空间的限制,学习者可以利用碎片化时间,接触前沿信息,掌握实用技能。通过人工智能技术的有效应用,促进学习者深度学习、个性化学习,促进英语教育教学有效化、精准化发展。人工智能具有的丰富的网络教学资源,也可在学习者遇到困难时,利用多维视角向学习者提供实践论证依据,全面提高学习者的自主分析能力和实践探究能力。人工智能技术赋能英语学习,改变了学习生态,为英语教学带来了诸多机遇和挑战,教育者要因势利导,主动作为,推动人工智能技术和英语教学的有效融合。
(刘娟内蒙古财经大学外国语学院)