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什么是人工智能人工智能的应用有哪些 人工智能的释义和应用是什么

什么是人工智能人工智能的应用有哪些

什么是人工智能?

人工智能(ArtificialIntelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。

人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。

人工智能的应用有哪些

实际应用:机器视觉:指纹识别,人脸识别,视网膜识别,虹膜识别,掌纹识别,专家系统,智能搜索,定理证明,博弈,自动程序设计,还有航天应用等。…研究范畴…自然语言处理,知识表现,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,组合调度问题,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,软计算,不精确和不确定的管理,人工生命,神经网络,复杂系统,遗传算法人类思维方式…应用领域…智能控制,专家系统,机器人学,语言和图像理解,遗传编程机器人工厂等

应用领域

语音识别领域。除了大家已较为熟悉的科大讯飞输入法,一家叫作云知声的人工智能公司,最近开发了智能医疗语音录入系统,采用了国内面向医疗领域的智能“语音识别”技术,能实时准确地将语音转换成文本。这项应用不仅能避免复制粘贴操作,增加病历输入安全性,而且可以节省医生的时间。目前,一些医院已应用了这一技术。

金融智能投资领域。所谓智能投(资)顾(问),即利用计算机的算法优化理财资产配置。目前,国内进行智能投顾业务的企业已经超过20家,其面向的服务群体,就是那些并不十分富有、却有强烈资产配置需求的人群。

中国的BAT(百度、阿里、腾讯)都已涉足人工智能。2016年,“百度大脑”项目正式启动,致力于打造综合的人工智能平台;阿里巴巴推出了人工智能项目“ET”,未来将具备感知能力,并在交通、工业、健康等领域输出决策;腾讯已将人工智能的相关技术,应用于QQ、金融、微信业务板块。

而其他诸多企业都在开发人工智能的“对话机器人”(相当于“虚拟助理”),如微软的“小娜”、谷歌的“Allo”、苹果的Siri、百度的“度秘”等。

人工智能的创新发展与社会影响

党的十八大以来,习近平总书记把创新摆在国家发展全局的核心位置,高度重视人工智能发展,多次谈及人工智能的重要性,为人工智能如何赋能新时代指明了方向。2018世界人工智能大会9月17日在上海开幕,习总书记致信祝贺并强调指出人工智能发展应用将有力提高经济社会发展智能化水平,有效增强公共服务和城市管理能力。深入学习领会习总书记关于人工智能的一系列重要论述,务实推进我国《新一代人工智能发展规划》,有效规避人工智能“鸿沟”,着力收获人工智能“红利”,对建设世界科技强国、实现“两个一百年”的奋斗目标具有重大战略意义。

一、引言

1956年人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)的概念被正式提出,标志着人工智能学科的诞生,其发展目标是赋予机器类人的感知、学习、思考、决策和行动等能力。经过60多年的发展,人工智能已取得突破性进展,在经济社会各领域开始得到广泛应用并形成引领新一轮产业变革之势,推动人类社会进入智能化时代。美国、日本、德国、英国、法国、俄罗斯等国家都制定了发展人工智能的国家战略,我国也于2017年发布了《新一代人工智能发展规划》,发改委、工信部、科技部、教育部等国家部委和北京、上海、广东、江苏等地政府也相继出台推动人工智能发展的相关政策文件,社会各界对人工智能的重大战略意义已形成广泛共识。

跟其他高科技一样,人工智能也是一把双刃剑。如何认识人工智能的社会影响,也有“天使派”和“魔鬼派”之分。“天使派”认为,人工智能领域的科技创新和成果应用取得重大突破,有望引领第四次工业革命,对社会、经济、军事等领域将产生变革性影响,在制造、交通、教育、医疗、服务等方面可以造福人类;“魔鬼派”认为,人工智能是人类的重大威胁,比核武器还危险,有可能引发第三次世界大战。2018年2月,牛津大学、剑桥大学和OpenAI公司等14家机构共同发布题为《人工智能的恶意使用:预测、预防和缓解》的报告,指出人工智能可能给人类社会带来数字安全、物理安全和政治安全等潜在威胁,并给出了一些建议来减少风险。

总体上看,已过花甲之年的人工智能当前的发展具有“四新”特征:以深度学习为代表的人工智能核心技术取得新突破、“智能+”模式的普适应用为经济社会发展注入新动能、人工智能成为世界各国竞相战略布局的新高地、人工智能的广泛应用给人类社会带来法律法规、道德伦理、社会治理等方面一系列的新挑战。因此人工智能这个机遇与挑战并存的新课题引起了全球范围内的广泛关注和高度重视。虽然人工智能未来的创新发展还存在不确定性,但是大家普遍认可人工智能的蓬勃兴起将带来新的社会文明,将推动产业变革,将深刻改变人们的生产生活方式,将是一场影响深远的科技革命。

为了客观认识人工智能的本质内涵和创新发展,本报告在简要介绍人工智能基本概念与发展历程的基础上,着重分析探讨人工智能的发展现状和未来趋势,试图揭示人工智能的真实面貌。很显然,在当下人工智能蓬勃发展的历史浪潮中如何选择中国路径特别值得我们深入思考和探讨。因此,本报告最后就我国人工智能发展态势、存在问题和对策建议也进行了阐述。

二、人工智能的发展历程与启示

1956年夏,麦卡锡(JohnMcCarthy)、明斯基(MarvinMinsky)、罗切斯特(NathanielRochester)和香农(ClaudeShannon)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”这一概念,标志着人工智能学科的诞生。人工智能的目标是模拟、延伸和扩展人类智能,探寻智能本质,发展类人智能机器。人工智能充满未知的探索道路曲折起伏,如何描述1956年以来60余年的人工智能发展历程,学术界可谓仁者见仁、智者见智。我们将人工智能60余年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。人工智能概念在1956年首次被提出后,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、LISP表处理语言等,掀起了人工智能发展的第一个高潮。

二是反思发展期: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了低谷。

三是应用发展期: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,推动人工智能走入了应用发展的新高潮。

四是低迷发展期: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:90年代中-2010年。由于网络技术特别是互联网技术的发展,信息与数据的汇聚不断加速,互联网应用的不断普及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,这些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(GraphicsProcessingUnit,简称GPU)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,大幅跨越科学与应用之间的“技术鸿沟”,图像分类、语音识别、知识问答、人机对弈、无人驾驶等具有广阔应用前景的人工智能技术突破了从“不能用、不好用”到“可以用”的技术瓶颈,人工智能发展进入爆发式增长的新高潮。

通过总结人工智能发展历程中的经验和教训,我们可以得到以下启示:

(一)尊重学科发展规律是推动学科健康发展的前提。科学技术的发展有其自身的规律,顺其者昌,违其者衰。人工智能学科发展需要基础理论、数据资源、计算平台、应用场景的协同驱动,当条件不具备时很难实现重大突破。

(二)基础研究是学科可持续发展的基石。加拿大多伦多大学杰弗里·辛顿(GeoffreyHinton)教授坚持研究深度神经网络30年,奠定人工智能蓬勃发展的重要理论基础。谷歌的DeepMind团队长期深入研究神经科学启发的人工智能等基础问题,取得了阿尔法狗等一系列重大成果。

(三)应用需求是科技创新的不竭之源。引领学科发展的动力主要来自于科学和需求的双轮驱动。人工智能发展的驱动力除了知识与技术体系内在矛盾外,贴近应用、解决用户需求是创新的最大源泉与动力。比如专家系统人工智能实现了从理论研究走向实际应用的突破,近些年来安防监控、身份识别、无人驾驶、互联网和物联网大数据分析等实际应用需求带动了人工智能的技术突破。

(四)学科交叉是创新突破的“捷径”。人工智能研究涉及信息科学、脑科学、心理科学等,上世纪50年代人工智能的出现本身就是学科交叉的结果。特别是脑认知科学与人工智能的成功结合,带来了人工智能神经网络几十年的持久发展。智能本源、意识本质等一些基本科学问题正在孕育重大突破,对人工智能学科发展具有重要促进作用。

(五)宽容失败应是支持创新的题中应有之义。任何学科的发展都不可能一帆风顺,任何创新目标的实现都不会一蹴而就。人工智能60余载的发展生动地诠释了一门学科创新发展起伏曲折的历程。可以说没有过去发展历程中的“寒冬”就没有今天人工智能发展新的春天。

(六)实事求是设定发展目标是制定学科发展规划的基本原则。达到全方位类人水平的机器智能是人工智能学科宏伟的终极目标,但是需要根据科技和经济社会发展水平来设定合理的阶段性研究目标,否则会有挫败感从而影响学科发展,人工智能发展过程中的几次低谷皆因不切实际的发展目标所致。

三、人工智能的发展现状与影响

人工智能经过60多年的发展,理论、技术和应用都取得了重要突破,已成为推动新一轮科技和产业革命的驱动力,深刻影响世界经济、政治、军事和社会发展,日益得到各国政府、产业界和学术界的高度关注。从技术维度来看,人工智能技术突破集中在专用智能,但是通用智能发展水平仍处于起步阶段;从产业维度来看,人工智能创新创业如火如荼,技术和商业生态已见雏形;从社会维度来看,世界主要国家纷纷将人工智能上升为国家战略,人工智能社会影响日益凸显。

(一)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。面向特定领域的人工智能技术(即专用人工智能)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,因此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,统计学习是专用人工智能走向实用的理论基础。深度学习、强化学习、对抗学习等统计机器学习理论在计算机视觉、语音识别、自然语言理解、人机博弈等方面取得成功应用。例如,阿尔法狗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,语音识别系统5.1%的错误率比肩专业速记员,人工智能系统诊断皮肤癌达到专业医生水平,等等。

(二)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。虽然包括图像识别、语音识别、自动驾驶等在内的专用人工智能领域已取得突破性进展,但是通用智能系统的研究与应用仍然是任重而道远,人工智能总体发展水平仍处于起步阶段。美国国防高级研究计划局(DefenseAdvancedResearchProjectsAgency,简称DARPA)把人工智能发展分为三个阶段:规则智能、统计智能和自主智能,认为当前国际主流人工智能水平仍然处于第二阶段,核心技术依赖于深度学习、强化学习、对抗学习等统计机器学习,AI系统在信息感知(Perceiving)、机器学习(Learning)等智能水平维度进步显著,但是在概念抽象(Abstracting)和推理决策(Reasoning)等方面能力还很薄弱。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。

(三)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,在其2017年的年度开发者大会上,谷歌明确提出发展战略从“MobileFirst”(移动优先)转向“AIFirst”(AI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,麦肯锡报告2016年全球人工智能研发投入超300亿美元并处于高速增长,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%。

(四)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(IT)和产业的发展史就是新老IT巨头抢滩布局IT创新生态的更替史。例如,传统信息产业IT(InformationTechnology)代表企业有微软、英特尔、IBM、甲骨文等,互联网和移动互联网IT(InternetTechnology)代表企业有谷歌、苹果、脸书、亚马逊、阿里巴巴、腾讯、百度等,目前智能科技IT(IntelligentTechnology)的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AI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GPU服务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。在技术生态方面,人工智能算法、数据、图形处理器(GraphicsProcessingUnit,简称GPU)/张量处理器(TensorProcessingUnit,简称TPU)/神经网络处理器(NeuralnetworkProcessingUnit,NPU)计算、运行/编译/管理等基础软件已有大量开源资源,例如谷歌的TensorFlow第二代人工智能学习系统、脸书的PyTorch深度学习框架、微软的DMTK分布式学习工具包、IBM的SystemML开源机器学习系统等;此外谷歌、IBM、英伟达、英特尔、苹果、华为、中国科学院等积极布局人工智能领域的计算芯片。在人工智能商业和应用生态布局方面,“智能+X”成为创新范式,例如“智能+制造”、“智能+医疗”、“智能+安防”等,人工智能技术向创新性的消费场景和不同行业快速渗透融合并重塑整个社会发展,这是人工智能作为第四次技术革命关键驱动力的最主要表现方式。人工智能商业生态竞争进入白热化,例如智能驾驶汽车领域的参与者既有通用、福特、奔驰、丰田等传统龙头车企,又有互联网造车者如谷歌、特斯拉、优步、苹果、百度等新贵。

(五)人工智能上升为世界主要国家的重大发展战略。人工智能正在成为新一轮产业变革的引擎,必将深刻影响国际产业竞争格局和一个国家的国际竞争力。世界主要发达国家纷纷把发展人工智能作为提升国际竞争力、维护国家安全的重大战略,加紧积极谋划政策,围绕核心技术、顶尖人才、标准规范等强化部署,力图在新一轮国际科技竞争中掌握主导权。无论是德国的“工业4.0”、美国的“工业互联网”、日本的“超智能社会”、还是我国的“中国制造2025”等重大国家战略,人工智能都是其中的核心关键技术。2017年7月,国务院发布了《新一代人工智能发展规划》,开启了我国人工智能快速创新发展的新征程。

(六)人工智能的社会影响日益凸显。人工智能的社会影响是多元的,既有拉动经济、服务民生、造福社会的正面效应,又可能出现安全失控、法律失准、道德失范、伦理失常、隐私失密等社会问题,以及利用人工智能热点进行投机炒作从而存在泡沫风险。首先,人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的核心力量,促进社会生产力的整体跃升,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发展积极正面影响。与此同时,我们也要看到人工智能引发的法律、伦理等问题日益凸显,对当下的社会秩序及公共管理体制带来了前所未有的新挑战。例如,2016年欧盟委员会法律事务委员会提交一项将最先进的自动化机器人身份定位为“电子人(electronicpersons)”的动议,2017年沙特阿拉伯授予机器人“索菲亚”公民身份,这些显然冲击了传统的民事主体制度。那么,是否应该赋予人工智能系统法律主体资格?另外在人工智能新时代,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都需要我们从法律法规、道德伦理、社会管理等多个角度提供解决方案。

由于人工智能与人类智能密切关联且应用前景广阔、专业性很强,容易造成人们的误解,也带来了不少炒作。例如,有些人错误地认为人工智能就是机器学习(深度学习),人工智能与人类智能是零和博弈,人工智能已经达到5岁小孩的水平,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。这些错误认识会给人工智能的发展带来不利影响。还有不少人对人工智能预期过高,以为通用智能很快就能实现,只要给机器人发指令就可以干任何事。另外,有意炒作并通过包装人工智能概念来谋取不当利益的现象时有发生。因此,我们有义务向社会大众普及人工智能知识,引导政府、企业和广大民众科学客观地认识和了解人工智能。

四、人工智能的发展趋势与展望

人工智能经过六十多年的发展突破了算法、算力和算料(数据)等“三算”方面的制约因素,拓展了互联网、物联网等广阔应用场景,开始进入蓬勃发展的黄金时期。从技术维度看,当前人工智能处于从“不能用”到“可以用”的技术拐点,但是距离“很好用”还有数据、能耗、泛化、可解释性、可靠性、安全性等诸多瓶颈,创新发展空间巨大,从专用到通用智能,从机器智能到人机智能融合,从“人工+智能”到自主智能,后深度学习的新理论体系正在酝酿;从产业和社会发展维度看,人工智能通过对经济和社会各领域渗透融合实现生产力和生产关系的变革,带动人类社会迈向新的文明,人类命运共同体将形成保障人工智能技术安全、可控、可靠发展的理性机制。总体而言,人工智能的春天刚刚开始,创新空间巨大,应用前景广阔。

(一)从专用智能到通用智能。如何实现从狭义或专用人工智能(也称弱人工智能,具备单一领域智能)向通用人工智能(也称强人工智能,具备多领域智能)的跨越式发展,既是下一代人工智能发展的必然趋势,也是国际研究与应用领域的挑战问题。2016年10月美国国家科学技术委员会发布了《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。DeepMind创始人戴密斯·哈萨比斯(DemisHassabis)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7月成立了通用人工智能实验室,100多位感知、学习、推理、自然语言理解等方面的科学家参与其中。

(二)从人工智能到人机混合智能。人工智能的一个重要研究方向就是借鉴脑科学和认知科学的研究成果,研究从智能产生机理和本质出发的新型智能计算模型与方法,实现具有脑神经信息处理机制和类人智能行为与智能水平的智能系统。在美国、欧盟、日本等国家和地区纷纷启动的脑计划中,类脑智能已成为核心目标之一。英国工程与自然科学研究理事会EPSRC发布并启动了类脑智能研究计划。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。人机混合智能得到了我国新一代人工智能规划、美国脑计划、脸书(脑机语音文本界面)、特斯拉汽车创始人埃隆·马斯克(人脑芯片嵌入和脑机接口)等的高度关注。

(三)从“人工+智能”到自主智能系统。当前人工智能的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: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(非常费时费力)、用户需要人工适配智能系统等。因此已有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AI”。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AI人员成本。

(四)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、材料等传统科学的发展。例如,2018年美国麻省理工学院启动的“智能探究计划”(MITIntelligenceQuest)就联合了五大学院进行协同攻关。

(五)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十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,在现有基础上能够提高劳动生产率40%;美、日、英、德、法等12个发达国家(现占全球经济总量的一半)到2035年,年经济增长率平均可以翻一番。2018年麦肯锡的研究报告表明到2030年人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。

(六)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》白皮书中指出未来五年人工智能提升各行业运转效率,其中教育业提升82%,零售业71%,制造业64%,金融业58%。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。

(七)人工智能领域的国际竞争将日趋激烈。“未来谁率先掌握人工智能,谁就能称霸世界”。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》重点推动物联网建设和人工智能的应用。世界军事强国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》报告即提出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。

(八)人工智能的社会学将提上议程。水能载舟,亦能覆舟。任何高科技也都是一把双刃剑。随着人工智能的深入发展和应用的不断普及,其社会影响日益明显。人工智能应用得当、把握有度、管理规范,就能有效控制负面风险。为了确保人工智能的健康可持续发展并确保人工智能的发展成果造福于民,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,深入分析人工智能对未来经济社会发展的可能影响,制定完善的人工智能法律法规,规避可能风险,确保人工智能的正面效应。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。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。

五、我国人工智能的发展态势与思考

我国当前人工智能发展的总体态势良好。中国信通院联合高德纳咨询公司(Gartner)于2018年9月发布的《2018世界人工智能产业发展蓝皮书》报告统计,我国(不含港澳台地区)人工智能企业总数位列全球第二(1040家),仅次于美国(2039家)。在人工智能总体水平和应用方面,我国也处于国际前列,发展潜力巨大,有望率先突破成为全球领跑者。但是我们也要清醒地看到,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。

一是高度重视。党和国家高度重视并大力发展人工智能。党的十八大以来,习近平总书记把创新摆在国家发展全局的核心位置,高度重视人工智能发展,多次谈及人工智能的重要性,为人工智能如何赋能新时代指明方向。2016年7月习总书记明确指出,人工智能技术的发展将深刻改变人类社会生活,改变世界,应抓住机遇,在这一高技术领域抢占先机。在党的十九大报告中,习总书记强调“要推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。在2018年两院院士大会上,习总书记再次强调要“推进互联网、大数据、人工智能同实体经济深度融合,做大做强数字经济”。在2017年和2018年的《政府工作报告》中,李克强总理都提到了要加强新一代人工智能发展。2017年7月,国务院发布了《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,人工智能将成为今后一段时期的国家重大战略。发改委、工信部、科技部、教育部、中央网信办等国家部委和北京、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。

二是态势喜人。根据2017年爱思唯尔(Elsevier)文献数据库SCOPUS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。从2012年开始,我国在人工智能领域新增专利数量已经开始超越美国。据清华大学发布的《中国人工智能发展报告2018》统计,我国已成全球人工智能投融资规模最大国家,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。近两年,清华大学、北京大学、中国科学院大学、浙江大学、上海交通大学、南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(CCAI)已连续成功召开四届、规模不断扩大,人工智能领域的教育、科研与学术活动层出不穷。

三是差距不小。我国人工智能在基础研究、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较大差距。英国牛津大学2018年的一项研究报告指出中国的人工智能发展能力大致为美国的一半水平。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,存在“头重脚轻”的不均衡现象。在Top700全球AI人才中,中国虽然名列第二,但入选人数远远低于占一半数量的美国。据领英《全球AI领域人才报告》统计,截至2017年一季度全球人工智能领域专业技术人才数量超过190万,其中美国超过85万,我国仅超过5万人,排名全球第7位。2018年市场研究顾问公司CompassIntelligence对全球100多家AI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。我国制定完善人工智能相关法律法规的进程需要加快,对可能产生的社会影响还缺少深度分析。

四是前景看好。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。

人类社会已开始迈入智能化时代,人工智能引领社会发展是大势所趋,不可逆转。经历六十余年积累后,人工智能开始进入爆发式增长的红利期。伴随着人工智能自身的创新发展和向经济社会的全面渗透,这个红利期将持续相当长的时期。现在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、展现中国智慧需要深入思考。

(一)树立理性务实的发展理念。围棋人机大战中阿尔法狗战胜李世石后,社会大众误以为人工智能已经无所不能,一些地方政府、社会企业、风险资金因此不切实际一窝蜂发展人工智能产业,一些别有用心的机构则有意炒作并通过包装人工智能概念来谋取不当利益。这种“一拥而上、一哄而散”的跟风行为不利于人工智能的健康可持续发展。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。根据高德纳咨询公司发布的技术发展曲线,当前智能机器人、认知专家顾问、机器学习、自动驾驶等人工智能热门技术与领域正处于期望膨胀期,但是通用人工智能及人工智能的整体发展仍处于初步阶段,人工智能还有很多“不能”,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。因此发展人工智能不能以短期牟利为目的,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,并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。

(二)加强基础扎实的原创研究。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。在此发展的临界点,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。根据2017年爱思唯尔文献数据库SCOPUS统计结果,尽管我国在人工智能领域发表的论文数量已经排名世界第一,但加权引文影响力则只排名34位。为了客观评价我国在人工智能基础研究方面的整体实力,我们搜索了SCI期刊、神经信息处理系统大会(ConferenceonNeuralInformationProcessingSystems,简称NIPS)等主流人工智能学术会议关于通用智能、深度学习、类脑智能、脑智融合、人机博弈等关键词的论文统计情况,可以清楚看到在人工智能前沿方向中国与美国相比基础实力存在巨大差距:在高质量论文数量方面(按中科院划定的SCI一区论文标准统计),美国是中国的5.34倍(1325:248);在人才储备方面(SCI论文通讯作者),美国是中国的2.12倍(4804:2267)。

我国应对标国际最高水平,建设面向未来的人工智能基础科学研究中心,重点发展原创性、基础性、前瞻性、突破性的人工智能科学。应该鼓励科研人员瞄准人工智能学科前沿方向开展引领性原创科学研究,通过人工智能与脑认知、神经科学、心理学等学科的交叉融合,重点聚焦人工智能领域的重大基础性科学问题,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。

(三)构建自主可控的创新生态。美国谷歌、IBM、微软、脸书等企业在AI芯片、服务器、操作系统、开源算法、云服务、无人驾驶等方面积极构建创新生态、抢占创新高地,已经在国际人工智能产业格局中占据先机。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,国际影响力有待提高。美国对中兴通讯发禁令一事充分说明自主可控“核高基”技术的重要性,我国应该吸取在核心电子器件、高端通用芯片及基础软件方面依赖进口的教训,避免重蹈覆辙,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,如军民融合、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。

另外,我们需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,并通过标准实施加速人工智能驱动经济社会转型升级的进程。

(四)建立协同高效的创新体系。我国经济社会转型升级对人工智能有重大需求,但是单一的创新主体很难实现政策、市场、技术、应用等方面的全面突破。目前我国学术界、产业界、行业部门在人工智能发展方面各自为政的倾向比较明显,数据资源开放共享不够,缺少对行业资源的有效整合。相比而言,美国已经形成了全社会、全场景、全生态协同互动的人工智能协同创新体系,军民融合和产学研结合都做得很好。我国应在体制机制方面进一步改革创新,建立“军、政、产、学、研、用”一体的人工智能协同创新体系。例如,国家进行顶层设计和战略规划,举全国优势力量设立军事智能的研发和应用平台,提供“人工智能+X”行业融合、打破行业壁垒和行政障碍的激励政策;科技龙头企业引领技术创新生态建设,突破人工智能的重大技术瓶颈;高校科研机构进行人才培养和原始创新,着力构建公共数据资源与技术平台,共同建设若干标杆性的应用创新场景,推动成熟人工智能技术在城市、医疗、金融、文化、农业、交通、能源、物流、制造、安全、服务、教育等领域的深度应用,建设低成本高效益广范围的普惠型智能社会。

(五)加快创新人才的教育培养。发展人工智能关键在人才,中高端人才短缺已经成为我国人工智能做大做强的主要瓶颈。另外,我国社会大众的人工智能科技素养也需要进一步提升,每一个人都需要去适应人工智能时代的科技浪潮。在加强人工智能领军人才培养引进的同时,要面向技术创新和产业发展多层次培养人工智能创新创业人才。《新一代人工智能发展规划》提出逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能课程。目前人工智能科普活动受到各地学校的欢迎,但是缺少通俗易懂的高质量人工智能科普教材、寓教于乐的实验设备和器材、开放共享的教学互动资源平台。国家相关部门应高度重视人工智能教育领域的基础性工作,增加投入,组织优势力量,加强高水平人工智能教育内容和资源平台建设,加快人工智能专业的教学师资培训,从教材、教具、教师等多个环节全面保障我国人工智能教育工作的开展。

(六)推动共担共享的全球治理。人工智能将重塑全球政治和经济格局,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将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。美国、日本、德国等通过人工智能和机器人的技术突破和广泛应用弥补他们的人力成本劣势,希望制造业从新兴国家回流发达国家。目前看,我国是发展中国家阵容中唯一有望成为全球人工智能竞争中的领跑者,应采取不同于一些国家的“经济垄断主义、技术保护主义、贸易霸凌主义”路线,尽快布局构建开放共享、质优价廉、普惠全球的人工智能技术和应用平台,配合国家“一带一路”战略,向亚洲、非洲、南美等经济欠发达地区输出高水平、低成本的“中国智造”成果、提供人工智能时代的中国方案,为让人工智能时代的“智能红利”普惠人类命运共同体做出中国贡献!

(七)制定科学合理的法律法规。要想实实在在收获人工智能带来的红利,首先应保证其安全、可控、可靠发展。美国和欧洲等发达国家和地区十分重视人工智能领域的法律法规问题。美国白宫多次组织这方面的研讨会、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;科研人员自发签署23条“阿西洛马人工智能原则”,意图在规范人工智能科研及应用等方面抢占先机。我国在人工智能领域的法律法规制定及风险管控方面相对滞后,这种滞后局面与我国现阶段人工智能发展的整体形势不相适应,并可能成为我国人工智能下一步创新发展的一大掣肘。因此,有必要大力加强人工智能领域的立法研究,制定相应的法律法规,建立健全公开透明的人工智能监管体系,构建人工智能创新发展的良好法规环境。

(八)加强和鼓励人工智能社会学研究。人工智能的社会影响将是深远的、全方位的。我们当未雨绸缪,从国家安全、社会治理、就业结构、伦理道德、隐私保护等多个维度系统深入研究人工智能可能的影响,制定合理可行的应对措施,确保人工智能的正面效应。应大力加强人工智能领域的科普工作,打造科技与伦理的高效对话机制和沟通平台,消除社会大众对人工智能的误解与恐慌,为人工智能的发展营造理性务实、积极健康的社会氛围。

六、结束语

人工智能经过60多年的发展,进入了创新突破的战略机遇期和产业应用的红利收获期,必将对生产力和产业结构以及国际格局产生革命性影响,并推动人类进入普惠型智能社会。但是,我们需要清醒看到通用人工智能及人工智能的整体发展仍处于初级阶段,人工智能不是万能,人工智能还有很多“不能”。我们应当采取理性务实的发展路径,扎实推进基础研究、技术生态、人才培养、法律规范等方面的工作,在开放中创新,在创新中发展,全速跑赢智能时代,着力建设人工智能科技强国!

(主讲人系中国科学院院士)

人工智能:定义、历史与未来展望

1.引言

人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)是一个旨在使计算机具有类似人类智能的领域。近年来,AI的发展以及在各个领域的应用取得了显著的成就,从而引起了广泛的关注。本文将对人工智能的定义、历史发展以及未来展望进行详细阐述。

2.人工智能的定义

人工智能通常被定义为使计算机具有类似人类智能的能力,如学习、推理、解决问题、知识表达、计划、导航、自然语言处理、模式识别、感知等。人工智能的研究包括两个方向:强人工智能(StrongAI)和弱人工智能(WeakAI)。强人工智能指的是具有与人类类似的智能和意识的计算机系统;而弱人工智能则指的是针对特定任务的人工智能。

3 早期的人工智能

早期的人工智能研究可以追溯到20世纪40年代和50年代。在这一时期,研究者们关注的主要是符号主义方法,试图通过基于逻辑和符号的形式体系来模拟人类智能。以下是早期人工智能的一些关键发展:

3.1.1图灵测试

艾伦·图灵(AlanTuring)是人工智能的奠基人之一。1948年,他提出了图灵测试(TuringTest),作为衡量一个计算机程序是否具有智能的标准。图灵测试的核心思想是,如果一个计算机程序能够在自然语言对话中模仿人类,使人类评估者无法区分它与真实人类的区别,那么这个计算机程序可以被认为具有智能。

3.1.2逻辑理论家

1955年,艾伦·纽厄尔(AllenNewell)和赫伯特·西蒙(HerbertA.Simon)开发了世界上第一个人工智能程序——逻辑理论家(LogicTheorist)。逻辑理论家可以在一定程度上模拟人类的推理过程,实现自动证明数学定理。这一研究成果标志着人工智能领域的诞生。

3.1.3达特茅斯会议

1956年,达特茅斯会议(DartmouthConference)在美国举行,这是人工智能领域的第一个正式会议。会议的目的是探讨如何让计算机实现智能行为,包括学习、推理、自然语言处理等。达特茅斯会议汇集了众多领域的专家学者,为人工智能的发展奠定了基础。

3.1.4ELIZA

1964年,约瑟夫·维森鲍姆(JosephWeizenbaum)开发了ELIZA,这是一个模拟人类心理治疗师的自然语言处理程序。ELIZA通过模式匹配和替换技术来回应用户的输入,实现类似于自然语言对话的效果。虽然ELIZA的技术原理较为简单,但它在当时产生了很大的影响,启发了后来的聊天机器人和自然语言处理研究。

在早期的人工智能研究中,研究者们主要关注符号主义方法,试图通过逻辑推理和知识表示来模拟人类的智能。然而,随着时间的推移,这些方法在处理复杂数字和模糊问题方面遇到了困难。在20世纪80年代和90年代,随着神经网络和机器学习技术的发展,人工智能的研究重心逐渐转向了基于数据的方法。

3.2连接主义和神经网络

连接主义是一种基于神经网络的人工智能方法。与符号主义方法不同,连接主义试图通过模拟人类大脑中神经元的连接和活动来实现智能行为。神经网络是由许多相互连接的神经元组成的模型,每个神经元都有一定的权重,权重会随着学习过程不断调整。

在20世纪80年代,反向传播算法(Backpropagation)的提出为神经网络的训练带来了突破性进展。反向传播算法通过计算输出层的误差并向前传递,实现了神经网络的自动学习。这一发现使得神经网络得以广泛应用于图像识别、语音识别和自然语言处理等领域。

3.3机器学习和深度学习

机器学习是人工智能的一个重要分支,它旨在开发能够从数据中自动学习和提升性能的算法。机器学习算法可以大致分为监督学习、无监督学习和强化学习三类。监督学习是指从带标签的训练数据中学习模型,无监督学习则从未标记的数据中寻找结构,而强化学习是通过与环境的交互来学习策略。

深度学习是机器学习的一个子领域,主要关注多层神经网络的设计和训练。深度学习的出现使得神经网络能够在更多领域取得显著的成功,如计算机视觉、语音识别和自然语言处理等。2012年,卷积神经网络(ConvolutionalNeuralNetwork,CNN)在图像识别竞赛中取得了突破性成果,引发了深度学习的研究热潮。

随着大数据和计算能力的提升,深度学习在各种应用场景中取得了巨大成功,推动了人工智能领域的发展。然而

,深度学习也面临着一些挑战,如模型的可解释性、计算效率和数据依赖等。为了解决这些问题,研究者们正在努力开发新的算法和技术,以提高深度学习的性能和适用范围。

3.4自然语言处理

自然语言处理(NaturalLanguageProcessing,NLP)是人工智能的一个重要分支,致力于让计算机能够理解和生成人类的自然语言。自然语言处理涉及许多任务,如语法分析、机器翻译、情感分析、文本生成等。

在早期的自然语言处理研究中,研究者们主要依赖于规则和模式匹配方法。然而,随着机器学习和深度学习技术的发展,基于数据驱动的方法逐渐成为自然语言处理的主流。近年来,预训练语言模型如BERT、GPT等在各种自然语言处理任务上取得了显著的成功,表明深度学习方法在自然语言处理领域具有巨大潜力。

3.5专家系统

20世纪70年代至80年代,专家系统作为人工智能的一个重要分支,取得了显著的发展。专家系统是一种将领域专家的知识编码为一组规则,并通过计算机程序来进行推理的系统。这类系统在医学、地质勘探、金融等领域取得了一定的成功。然而,由于其依赖领域专家的知识,并且难以处理不确定性和大规模问题,专家系统的应用受到了一定的局限。

3.6 机器学习

20世纪80年代至90年代,随着统计学习理论的发展和计算能力的提升,人工智能进入了机器学习阶段。机器学习是一种从数据中学习模式的方法,它通过在训练数据上建立模型,从而实现对新数据的预测或分类。这一阶段的研究主要关注支持向量机(SVM)、决策树、集成学习等方法。机器学习的发展极大地推动了人工智能在诸如文字识别、语音识别、推荐系统等领域的应用。

3.7深度学习

自21世纪初以来,深度学习作为机器学习的一个子领域,受到了广泛的关注。深度学习主要关注使用深度神经网络(DeepNeuralNetworks,DNNs)进行学习,这种网络具有多层隐藏层,并能自动学习多层次的特征表示。深度学习的发展得益于大数据、GPU计算能力的提升以及新算法的发明。深度学习已经在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域取得了显著的成功,推动了人工智能的发展。

4.人工智能的未来展望

虽然人工智能在过去的几十年里取得了令人瞩目的成就,但离实现强人工智能仍然有很长的路要走。未来的人工智能研究将面临以下挑战和机遇:

4.1可解释性与可信赖性

随着深度学习模型变得越来越复杂,其决策过程也变得越来越难以理解。因此,在未来的人工智能研究中,提高模型的可解释性与

可信赖性将成为一个重要的方向。通过增加模型的透明度,我们可以更好地理解其决策过程,从而提高用户对人工智能系统的信任度。此外,可解释性也有助于发现模型的潜在缺陷,从而改进算法和提高性能。

4.2处理不确定性

现实世界中的数据往往充满不确定性,如噪声、缺失值和异常值等。因此,未来的人工智能需要具备更强的抗干扰能力,能够在不确定环境中做出可靠的决策。概率图模型、贝叶斯网络等方法可能在这方面发挥重要作用。

4.3多模态数据处理

现实世界的数据往往包含多种模态,如文本、图像、语音等。未来的人工智能需要能够处理这些多模态数据,从而实现更丰富、更自然的人机交互。多模态数据处理涉及到多种领域的知识,如自然语言处理、计算机视觉、语音处理等,因此需要跨学科的合作与研究。

4.4迁移学习与元学习

迁移学习是指将在一个领域或任务上学到的知识应用到其他领域或任务。元学习(Meta-Learning)则是一种在多个任务上进行学习,从而能够更快地适应新任务的方法。这两种方法都试图模拟人类的学习能力,使人工智能能够在有限的数据和经验上实现快速学习。在未来的人工智能研究中,迁移学习和元学习将成为重要的研究方向。

4.5最强人工智能

虽然当前的人工智能在特定任务上表现出色,但离实现强人工智能仍有很长的路要走。强人工智能需要具备类似人类的智能和意识,能够在多个领域和任务上进行泛化学习。要实现强人工智能,需要突破现有的计算模型和算法,探索新的学习理论和认知机制。

5.总结

人工智能是一个充满挑战和机遇的领域,其发展已经深刻地影响了科技、经济、社会等方面。从早期的符号逻辑研究到现代的深度学习方法,人工智能已经取得了显著的进步。然而,实现强人工智能仍面临许多挑战,如提高模型的可解解释性与可信赖性、处理不确定性、多模态数据处理、迁移学习与元学习等。在未来,人工智能研究需要不断创新、跨学科合作,以期在这些领域取得突破,推动人工智能的发展。

随着技术的不断进步,人工智能将越来越多地融入我们的生活和工作,为人类带来巨大的便利。同时,我们也需要关注人工智能带来的伦理、法律、就业等问题,以确保科技的发展能够更好地造福人类社会。

在人工智能的发展过程中,我们将继续见证越来越多的技术突破和惊人的成果。然而,在追求科技进步的同时,我们也应该时刻保持警惕,关注人工智能可能带来的潜在风险。通过在科技发展和伦理道德间寻求平衡,我们有望在未来创造一个更加美好、智能和人性化的世界。

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。

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