人工智能发展简介

王千蔚

本文以介绍人工智能的发展历史为起点，叙述了人工智能的定义、研究方向和研究价值，对当前人工智能的应用进行了大致总结，并简要阐述了发展规律。

前言

在人类的漫长的历史上，无数传说与文学作品的想象让“人工智能”成为人们脑海中对未来的一种美好猜测。此后，伴随着数理逻辑思想的诞生和“图灵机模型”的提出，电子计算机诞生并得到长足的发展，为人工智能的诞生提供了土壤。随着计算机科学的进步和人们日常生活需求提高，人工智能保持发展并不断革新，为社会的进步做出了不可磨灭的贡献。

1.人工智能的发展及重大变革

1.1 诞生与初步发展

1956年，美国达特玛斯大学的一次研究性学会上，正式使用“AI（人工智能）”这一术语，此后“人工智能”作为一个新的研究方向正式出现在全球各地的研究机构中。50年代末至60年代初，人工智能快速发展，出现了一大批显著的成果，如LISP表处理语言，著名的下棋程序等。但是，由于知识水平的限制和问题处理方法的局限性，人工智能的发展速度较慢，面临问题较多。这时，一些人对人工智能的发展失去耐心，人工智能的发展也就走入低谷期。

1.2 走出低谷，进入新的高潮

1970年左右，一些大型公司开始着手于专家系统的研发，包括探矿系统，语音识别系统以及医学使用的疾病诊断系统等。这些专家系统扩展了人工智能的应用范围，使得人工智能在现实生活中的作用得以彰显，人工智能技术再次崛起。此后，日本提出了“第五代计算机研制计划”，虽然未能成功，但是对人工智能的发展起了很大的推进作用。1987年，美国举办了第一次神经网络国际会议，作为人工智能分支的人工神经网络开始迅速发展。

1.3 理论知识和发展趋势的革新

1990年以前，人工智能的研究集中在对机器意识思考能力的研究上，而人脑被视为意识的来源，因此这时的人工智能依靠所谓的研究人脑的方式进行。但是由于我们对自己的大脑理解十分有限，这样的方法效率并不高。1990年以后，统计学的方法出现了，通过对大量信息的处理，计算机可以找到某件事物的信息化规律，进而对接收到的信息进行更加准确的识别处理。这一方法的出现为日后人工智能的进一步发展奠定了基础。此后，随着互联网时代的到来，人工智能的研究工作由对某一台具备信息处理能力的机器的研究转变为对依附于网络环境下的多元信息处理单元的研究。网络大幅度提升了信息收集的效率，进而使计算机识别信息的能力大大加强。

2.人工智能的含义

2.1 定义

所谓“人工智能”，从计算机的领域上来看，就是由人所制造的，具有处理信息和与外界交互的能力的信息处理单元。人工智能研究特定的信息处理单元对信息的接收、处理及反馈过程，针对智能机器在各大领域解决实际问题的能力进行探索并予以改进。作为电子信息学科中的一个分支，人工智能的研究的目的是使计算机能像人脑一样独立处理各种信息，并避免像人类一样产生情感，进而使信息处理结果更加可控高效。

2.2 主要研究方向

随着时间的推移，计算机技术，作为人工智能作土壤的理论知识不断取得新的进展，因此人工智能涉及的领域越来越广，研究方向日趋多样化。

2.2.1 对数据的采集与分析

当今，很多利用了人工智能技术进行数据处理的领域，都需要收集大量的实际应用信息，并利用统计学的方法总结内在规律，通俗来讲，就是利用实际应用的经验进行学习。在互联网时代，获取信息已不是什么难事，但从大量的信息中提取出对解决当下问题有用的信息，并对其加以准确有效的分析总结成为了一个不可避免的难点。利用庞大的数据库和先进的数理分析方法，计算机可以获得大量的经验，从而作出更加全面的决定。就像曾在2016年3月击败世界围棋冠军李世石的AlphaGo人工智能程序，就是通过对人类棋局数据进行大量的分析与判断，最终取得超出人类的局势分析与决策能力。

2.2.2 智能接口技术

这一技术是研究人工智能对信息的智能接收能力，即如何使外界环境能够简单快捷的与计算机交互。这需要依靠各种信号转化与处理仪器，使计算机能理解不同种类的外界信号并予以反馈。通俗来讲，就是要使计算机能听懂人类讲话，看懂人类文字，并会说话，回答人类提出的问题，甚至是与人脑直接交互。这一技术对解决实际问题很有帮助，并且也为未来人工智能的进一步发展奠定基础。现在这一技术已被广泛应用于语音与文字识别、图像的识别和语言翻译等领域。

2.2.3 计算机意识化

现在人类所掌握的技术足以制造出在某几个方面具有智能的机器，但是由于在其他方面不具有智能，一般认为它们不具有意识。而所谓计算机意识化，是要根据人脑创造出有意识的、同时具有理性的分析能力和感性的感受能力的计算机，从而脱离人的控制，自主、全面、多方位地完成任务。这一研究与对人脑的研究相互联系，使尝试制作出和人一样的大脑出来成为可能。但不管是人脑的研究还是智能意识的研究，现在都处于瓶颈阶段，进展比预测的慢。况且，不管是曾被提出的“中文屋”理论，还是一系列哲学的争论，都指出这类研究可能根本无法成功,可以说是前途未卜。

2.3 研究价值

现在人工智能的研究以计算机为载体，而计算机对人类日常生活的作用十分明显。计算机可以帮助人们更加快速、精确地处理大量信息，辅助人们分析相关问题，或是以其为载体进行交流或娱乐活动。而有了人工智能的帮忙，计算机可以更加全面地处理相关问题，并简化人类输入信息和处理信息的过程，从而获得速度与效果的同时提升。人工智能研究还包括对类人意识的研究等，这些研究可以在不远的将来更加丰富人们的日常生活。

3.人工智能应用现状及面临的难题

3.1 实际应用

人工智能是多门学科、各大领域交叉渗透所形成的学科，研究用计算机相关知识和数字算法来解决实际问题的方法。这一特点使人工智能拥有广阔的应用范围和较大的发展潜质。

3.1.1 数据及信息处理

面对大量的数据处理工作，人们或多或少会感到力不从心。这时人工智能便可以发挥自身不受体力限制的优势，帮助人类进行大规模数据处理。由于工作效率不受精力影响，且算法固定使出错率降到几乎为零，人工智能在这一方面已远远超过人类并取得广泛应用，如自动化生产中对生产资料的统筹管理、各大网站对用户数据的处理和地理信息系统中对信息的处理等。

3.1.2 识别与判断

在统计学的基础上，收集大量实际应用数据后，运用人工智能的手段，可以对收到的图像、文字、语音等信号进行识别，并自行判断其内容，用于下一步的信息处理。随着现实中实际应用实例所提供的数据越来越多，识别系统的精度正在渐渐提高。以声音转文字系统为例，它接收声音信号，并由智能系统进行识别，最后将信号以文字的形式反馈给人们。还有现代医学中常用的DNA检测技术，可以在大量的遗传信息中识别出需要的片段，用于遗传病的探查或是确定遗传关系。

3.1.3 设计与决策

人工智能在这一方面的应用很广，包括咨询系统、辅助调度系统和决策系统等。依靠大量的实际应用数据，人工智能可以将当下的事情和曾经发生过的事情进行比较和分析，作出最有利于局势的选择。较早以前就已经出现的“专家系统”就是这方面应用的事例。顾名思义，像人类专家一样，专家系统拥有大量专业知识，可以进行推理与分析，并对当下问题作出判断。借此，专家系统可以为人们提供咨询服务，或是帮助人们作出决策。

3.2 面临的问题

目前人工智能主要面临的问题集中在实际应用的限制上。在实际应用中，人造智能计算机的识别能力有时不符合要求，容易出现误判的情况；受机制影响，现在的智能计算机处理问题倾向于将现在的问题与过去经历过的问题作比较，因此应对新型创新性问题能力较弱，即使用于做决策也需要人类辅助；而涉及自动化的智能程序设计较为困难，需要考虑多种要求并尽可能的避免错误的发生；等等。这些问题的解决将会使人工智能的实际应用更加广泛高效。

4.人工智能发展前景展望及讨论

根据人工智能近些年来的发展可看出，未来的人工智能发展速度可能越来越快，涉及领域越来越多，也可能造成更多的问题。在某几个方面具有强于人类能力的人造智能机器已被制造并大规模使用，成为人们日常生活中不可或缺的工具，而下一步则是对这一类工具进行修整，使其整体化，拥有更加简单的操作方式，或是更多的功能，进而强化人工智能的实际应用能力，真正为人类服务。

人工智能在数年间得以快速发展的原因之一是抛弃了以前过分注重模拟人脑的思路，转而利用数据优势和数学方法对数据进行处理，以使计算机表现为智能的。直到现在，人工智能也仅仅表现为智能，不认为其内部具有意识。新的研究趋势中有对计算机意识化的研究，试图重启数十年前的思路，让计算机具有像人一样的情感、决心、毅力、目标等意识产物，进而达到真正的智能。

现代的人工智能技术可以制作模拟人类的机器人，且以后也能做到以假乱真，但这些机器人不过是表现为与人类相似，内部处理的系统只不过是利用已有的数据与外界交互，而不具有意识。想要制作出具有意识的机器，就要探明意识形成的原因，也就涉及到生物学以及哲学的问题了。南非生物学家莱尔·沃森说：“如果我们的大脑简单到能让我们完全理解，那么我们的思维就会简单到不能理解大脑。”不妨将注意力从这种哲学化的问题中转移出来，投入到人工智能的功能性中，让人工智能真正作为一门技术为人类的发展做出贡献。（作者单位：郑州市十九中）

5.结束语

作为现代社会应用技术重要的一部分，人工智能的研究与应用是现代科学的重要课题。由于实际应用需求，人工智能已取得长足的进展，下一步将倾向于实用化。