人工智能促进教育变革创新
通过云平台布置电子作业,利用数据分析课堂上学生学习行为,推进学校管理流程迈向数字化……前不久,2022国际人工智能与教育会议在线上举行,来自全球数十个国家的政府官员、专家学者、一线教师、企业代表等相聚“云端”,畅叙人工智能时代教育发展图景。
作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,人工智能催生了大批新产品、新技术、新业态和新模式,也为教育现代化带来更多可能性。习近平总书记强调,“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响,积极推动人工智能和教育深度融合,促进教育变革创新”。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》,明确利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革;教育部出台《高等学校人工智能创新行动计划》,并先后启动两批人工智能助推教师队伍建设试点工作;中央网信办等八部门联合认定一批国家智能社会治理实验基地,包括19个教育领域特色基地,研究智能时代各种教育场景下智能治理机制;科技部等六部门联合印发通知,将智能教育纳入首批人工智能示范应用场景,探索形成可复制、可推广经验……“人工智能+教育”不断碰撞出新的火花,为教育变革创新注入强劲动能。
“人工智能+教育”,应用就在身边。音乐课上,虚拟数字人“元老师”跨越时空限制,带领多所学校学生同唱一首歌;体育课上,学生开始跳绳项目测试,智能终端上实时显示心率变化、跳绳次数、平均速度等数据。技术改变课堂,潜力无限。比如,借助虚拟现实技术,学生能够模拟穿上太空服行走在宇宙,感受浩瀚星河的魅力;通过增强现实技术体验川剧变脸,平面的课本知识变得可感可知。现实中,越来越多的学校已经开设或准备筹备人工智能教育教学活动。
“人工智能+教育”,变革教育生态。教、练、考、评、管各环节均有人工智能辅助,让教师教得更好;虚实融合多场景教学、协同育人,让学生学得更好;海量线上数据和逐渐强大的算力,让学校管理更加精准。此外,在人工智能支撑下,优质数字教育资源跨越山海,推动教育更加公平、开放。在西藏墨脱县,得益于多媒体器材配备到雅鲁藏布大峡谷深处、“智慧课堂”全覆盖,门巴族孩子小学入学率实现100%。
我国发展“人工智能+教育”具备良好基础和独特优势。比如,语音识别、视觉识别等技术世界领先;国家智慧教育平台汇集了海量的数据资源,2.91亿在校学生和1844.37万专任教师展现出丰富的应用需求;教育领域数字化基础条件全面提档升级,全国中小学(含教学点)互联网接入率达到100%,99.5%的学校拥有多媒体教室,学校配备的师生终端数量超过2800万台。也应看到,人工智能技术在教育领域的应用仍处于起步阶段。“数字鸿沟”可能将部分学生排除在智能教育之外,数据收集、使用、分析等环节存在安全隐患,相关公共政策制定较为滞后……以人工智能赋能教育现代化,这些都是需要回答好的课题。
着眼未来,应携手打造高质量、有温度的人工智能教育生态。人机协作如何更聪明,人机对话如何更友好,是“人工智能+教育”的长期课题。一方面,技术应服务育人,在让其“授业”“解惑”的同时,必须坚持教师“传道”的主体地位。另一方面,人也要理解、善用技术,努力提升信息应用能力,让人工智能更好辅助教学。教育是动态的、发展的,理性思考人与技术的关系,把握教育规律、用好技术手段、凝聚各方力量,进一步推动人工智能与教育深度融合、创新发展,才能更好赋能教育现代化,培养顺应时代发展要求的创新人才。(吴丹)
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。