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人工智能詳解

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人工智能定義

人工智能機器人 人工智能的定義可以分為兩部分,即“人工”和“智能”。“人工”比較好理解,爭議性也不大。有時我們會要考慮什麽是人力所能及制造的,或者人自身的智能程度有沒有高到可以創造人工智能的地步,等等。但總的來說,“人工系統”就是通常意義下的人工系統。 關於什麽是“智能”,就問題多多了。這涉及到其它諸如意識(CONSCIOUSNESS)、自我(SELF)、思維(MIND)(包括無意識的思維(UNCONSCIOUS_MIND))等等問題。人唯一了解的智能是人本身的智能,這是普遍認同的觀點。但是我們對我們自身智能的理解都非常有限,對構成人的智能的必要元素也了解有限,所以就很難定義什麽是“人工”制造的“智能”了。因此人工智能的研究往往涉及對人的智能本身的研究。其它關於動物或其它人造系統的智能也普遍被認為是人工智能相關的研究課題。 人工智能在計算機領域內,得到了愈加廣泛的重視。並在機器人,經濟政治決策,控制系統,仿真系統中得到應用。 尼爾遜教授對人工智能下了這樣一個定義:“人工智能是關於知識的學科――怎樣表示知識以及怎樣獲得知識並使用知識的科學。”而另一個美國麻省理工學院的溫斯頓教授認為:“人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作。”這些說法反映了人工智能學科的基本思想和基本內容。即人工智能是研究人類智能活動的規律,構造具有一定智能的人工系統,研究如何讓計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作,也就是研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。 人工智能是計算機學科的一個分支,二十世紀七十年代以來被稱為世界三大尖端技術之一(空間技術、能源技術、人工智能)。也被認為是二十一世紀三大尖端技術(基因工程、納米科學、人工智能)之一。這是因為近三十年來它獲得了迅速的發展,在很多學科領域都獲得了廣泛應用,並取得了豐碩的成果,人工智能已逐步成為一個獨立的分支,無論在理論和實踐上都已自成一個系統。 人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為(如學習、推理、思考、規劃等)的學科,主要包括計算機實現智能的原理、制造類似於人腦智能的計算機,使計算機能實現更高層次的應用。人工智能將涉及到計算機科學、心理學、哲學和語言學等學科。可以說幾乎是自然科學和社會科學的所有學科,其範圍已遠遠超出了計算機科學的範疇,人工智能與思維科學的關系是實踐和理論的關系,人工智能是處於思維科學的技術應用層次,是它的一個應用分支。從思維觀點看,人工智能不僅限於邏輯思維,要考慮形象思維、靈感思維才能促進人工智能的突破性的發展,數學常被認為是多種學科的基礎科學,數學也進入語言、思維領域,人工智能學科也必須借用數學工具,數學不僅在標準邏輯、模糊數學等範圍發揮作用,數學進入人工智能學科,它們將互相促進而更快地發展。[2]

人工智能研究價值

具有人工智能的機器人 例如繁重的科學和工程計算本來是要人腦來承擔的,如今計算機不但能完成這種計算,而且能夠比人腦做得更快、更準確,因此當代人已不再把這種計算看作是“需要人類智能才能完成的復雜任務”,可見復雜工作的定義是隨著時代的發展和技術的進步而變化的,人工智能這門科學的具體目標也自然隨著時代的變化而發展。它一方面不斷獲得新的進展,另一方面又轉向更有意義、更加困難的目標。 通常,“機器學習”的數學基礎是“統計學”、“信息論”和“控制論”。還包括其他非數學學科。這類“機器學習”對“經驗”的依賴性很強。計算機需要不斷從解決一類問題的經驗中獲取知識,學習策略,在遇到類似的問題時,運用經驗知識解決問題並積累新的經驗,就像普通人一樣。我們可以將這樣的學習方式稱之為“連續型學習”。但人類除了會從經驗中學習之外,還會創造,即“跳躍型學習”。這在某些情形下被稱為“靈感”或“頓悟”。一直以來,計算機最難學會的就是“頓悟”。或者再嚴格一些來說,計算機在學習和“實踐”方面難以學會“不依賴於量變的質變”,很難從一種“質”直接到另一種“質”,或者從一個“概念”直接到另一個“概念”。正因為如此,這裏的“實踐”並非同人類一樣的實踐。人類的實踐過程同時包括經驗和創造。 這是智能化研究者夢寐以求的東西。 2013年,帝金數據普數中心數據研究員S.C WANG開發了一種新的數據分析方法,該方法導出了研究函數性質的新方法。作者發現,新數據分析方法給計算機學會“創造”提供了一種方法。本質上,這種方法為人的“創造力”的模式化提供了一種相當有效的途徑。這種途徑是數學賦予的,是普通人無法擁有但計算機可以擁有的“能力”。從此,計算機不僅精於算,還會因精於算而精於創造。計算機學家們應該斬釘截鐵地剝奪“精於創造”的計算機過於全面的操作能力,否則計算機真的有一天會“反捕”人類。 當回頭審視新方法的推演過程和數學的時候,作者拓展了對思維和數學的認識。數學簡潔,清晰,可靠性、模式化強。在數學的發展史上,處處閃耀著數學大師們創造力的光輝。這些創造力以各種數學定理或結論的方式呈現出來,而數學定理最大的特點就是:建立在一些基本的概念和公理上,以模式化的語言方式表達出來的包含豐富信息的邏輯結構。應該說,數學是最單純、最直白地反映著(至少一類)創造力模式的學科。 技術分享

人工智能發展階段

1956年夏季,以麥卡賽、明斯基、羅切斯特和申農等為首的一批有遠見卓識的年輕科學家在一起聚會,共同研究和探討用機器模擬智能的一系列有關問題,並首次提出了“人工智能”這一術語,它標誌著“人工智能”這門新興學科的正式誕生。IBM公司“深藍”電腦擊敗了人類的世界國際象棋冠軍更是人工智能技術的一個完美表現。 從1956年正式提出人工智能學科算起,50多年來,取得長足的發展,成為一門廣泛的交叉和前沿科學。總的說來,人工智能的目的就是讓計算機這臺機器能夠像人一樣思考。如果希望做出一臺能夠思考的機器,那就必須知道什麽是思考,更進一步講就是什麽是智慧。什麽樣的機器才是智慧的呢?科學家已經作出了汽車,火車,飛機,收音機等等,它們模仿我們身體器官的功能,但是能不能模仿人類大腦的功能呢?到目前為止,我們也僅僅知道這個裝在我們天靈蓋裏面的東西是由數十億個神經細胞組成的器官,我們對這個東西知之甚少,模仿它或許是天下最困難的事情了。 當計算機出現後,人類開始真正有了一個可以模擬人類思維的工具,在以後的歲月中,無數科學家為這個目標努力著。如今人工智能已經不再是幾個科學家的專利了,全世界幾乎所有大學的計算機系都有人在研究這門學科,學習計算機的大學生也必須學習這樣一門課程,在大家不懈的努力下,如今計算機似乎已經變得十分聰明了。例如,1997年5月,IBM公司研制的深藍(DEEP BLUE)計算機戰勝了國際象棋大師卡斯帕洛夫(KASPAROV)。大家或許不會註意到,在一些地方計算機幫助人進行其它原來只屬於人類的工作,計算機以它的高速和準確為人類發揮著它的作用。人工智能始終是計算機科學的前沿學科,計算機編程語言和其它計算機軟件都因為有了人工智能的進展而得以存在。

人工智能科學介紹

實際應用 機器視覺,指紋識別,人臉識別,視網膜識別,虹膜識別,掌紋識別,專家系統,自動規劃,智能搜索,定理證明,博弈,自動程序設計,智能控制,機器人學,語言和圖像理解,遺傳編程等。 學科範疇 人工智能是一門邊緣學科,屬於自然科學和社會科學的交叉。 涉及學科 哲學和認知科學,數學,神經生理學,心理學,計算機科學,信息論,控制論,不定性論 研究範疇 自然語言處理,知識表現,智能搜索,推理,規劃,機器學習,知識獲取,組合調度問題,感知問題,模式識別,邏輯程序設計軟計算,不精確和不確定的管理,人工生命,神經網絡,復雜系統,遺傳算法 意識和人工智能 人工智能就其本質而言,是對人的思維的信息過程的模擬。 對於人的思維模擬可以從兩條道路進行,一是結構模擬,仿照人腦的結構機制,制造出“類人腦”的機器;二是功能模擬,暫時撇開人腦的內部結構,而從其功能過程進行模擬。現代電子計算機的產生便是對人腦思維功能的模擬,是對人腦思維的信息過程的模擬。 弱人工智能如今不斷地迅猛發展,尤其是2008年經濟危機後,美日歐希望借機器人等實現再工業化,工業機器人以比以往任何時候更快的速度發展,更加帶動了弱人工智能和相關領域產業的不斷突破,很多必須用人來做的工作如今已經能用機器人實現。 而強人工智能則暫時處於瓶頸,還需要科學家們和人類的努力。 技術分享

人工智能技術研究

用來研究人工智能的主要物質基礎以及能夠實現人工智能技術平臺的機器就是計算機,人工智能的發展歷史是和計算機科學技術的發展史聯系在一起的。除了計算機科學以外,人工智能還涉及信息論、控制論、自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學等多門學科。人工智能學科研究的主要內容包括:知識表示、自動推理和搜索方法、機器學習和知識獲取、知識處理系統、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等方面。

人工智能研究方法

如今沒有統一的原理或範式指導人工智能研究。許多問題上研究者都存在爭論。其中幾個長久以來仍沒有結論的問題是:是否應從心理或神經方面模擬人工智能?或者像鳥類生物學對於航空工程一樣,人類生物學對於人工智能研究是沒有關系的?智能行為能否用簡單的原則(如邏輯或優化)來描述?還是必須解決大量完全無關的問題? 智能是否可以使用高級符號表達,如詞和想法?還是需要“子符號”的處理?JOHN HAUGELAND提出了GOFAI(出色的老式人工智能)的概念,也提議人工智能應歸類為SYNTHETIC INTELLIGENCE,[29]這個概念後來被某些非GOFAI研究者采納。 邢利棟

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