对人工智能技术发展趋势的分析与研究

（焦作大学信息工程学院，河南 焦作 454150）

科技是第一生产力。随着社会科技的进步及其带来的社会生活的变化，各国对新兴科技的发展日益重视。人工智能即是在一系列高科技，如大数据、移动互联网、脑科学、超级计算机等对人们生活方式的颠覆的时代背景下产生的，它的快速发展，对国家的社会、经济及国际地位产生了广泛地影响。欧美等经济发达、科技先进的国家已将人工智能提高到国家战略的高度，它们或制定了国家层面的人工智能发展规划，或将人工智能纳入工业升级的板块中，或将研发人工智能技术和培养人工智能人才作为国家重要的发展任务。在我国，政府和相关行业通过政府工作报告、行业发展规划等形式，将人工智能提升为强国战略。可见，人工智能在当今炙手可热。能否抓住新一轮的科技革命，实现产业变革和科技跨越发展，人工智能在其中扮演了重要的角色。

一、人工智能技术的概述

人工智能是一个广泛的概念，顾名思义，人工智能是让各种机器做出类似于人的智能化的反应，使机器具有“人”的特点，以此来达到替代人从事某些行业的工作的目的。

为人工智能技术的出现和发展打下良好基础的是近代以来计算机科学技术的不断发展。具体而言，人工智能技术以计算机技术为基础，对人类的行为规律进行研究并形成系统，实现对人的逻辑推理、思维过程及决策判断等的模拟。人工智能技术依赖的学科领域众多，如心理学、哲学社会科学、计算机工程、行为学等。经过多年的发展进步，人工智能技术已成为人类三大顶级工程之一，它给世界带来了革命性的变化，与其他科技创新一起推动全球走向更高的发展台阶。作为一种新兴技术，人工智能的发展空间巨大，应用前景也充满了各种可能。医疗、制造业、电气化工程等各个领域均有人工智能技术的影子。

二、人工智能技术的发展概况

（一）人工智能技术的发展历史

人工智能的想法由人工智能的鼻祖——著名数学家图灵于二十世纪四十年代提出。与此同时，科学研究者创造出了“人工网络模型”，这是人工智能发展的基础。人工智能技术的发展并不是一帆风顺的，经历了各种波折和起伏，从爆发到寒潮再到重生，体现了人工智能发展的曲折。

1.起始时期。20 世纪40 年代，图灵提出人工智能的概念。尽管当时同时期还出现了语言处理、启发式算法、神经网络等时髦的技术。但因为这些技术都处于启蒙探索阶段，且计算机技术也不成熟，人工智能技术的发展十分缓慢。

2.上升时期。在这一时期，人工智能开始应用于生活中，形成专家系统来解决具体的实际问题。人们开始注意到它的实用性，如MTCIN 疾病诊断和治疗系统等。1969 年召开的国际人工智能联合会议，标志着国际对人工智能的认可。

3.衰退时期。这一时期，由于人工智能的应用和技术的发展，并没有达到人们理想的目标，使得国家对人工智能的投入大幅度降低，公众对人工智能的关注快速下降。当时技术的下降，使得人工智能从“云端”迅速被迫降到“泥沼”当中，甚至连相关的研究也陷入停滞阶段。

4.突破时期。这一时期，人工智能伴随着网络神经技术的发展实现了突破。当时，网络神经在学术界广受认可，科学家开始研究以人工神经网络为基础的人工智能算法，与此同时，各种算法呈现初出茅庐的发展之势。反过来，人工智能算法也使人工神经网络的计算取得了进展。

5.重生时期。进入到二十一世纪，由于人工智能算法的极大改进和计算机技术的快速发展，人工智能技术得以重生，并进入快速发展阶段。人工智能基于各种理论而综合使用的算法，开始展开大规模的实践。特别是互联网的发展，现今，人工智能技术已运用广泛，如进行智能搜索、语言识别、人际交互等，对人们的生活产生了巨大的影响。

（二）人工智能核心技术的分析和应用

1.数据挖掘和学习。当今炙手可热的大数据技术常需要进行数据挖掘。但面对海量的数据，特别是需要对数据之间的关系进行分析已掌握其关系，或者要进行更深层次的数据挖掘时，单一的大数据技术常会显得力不从心。这时需要人工智能技术与之相结合，通过人工智能的核心技术——机器学习来处理这些任务。机器学习是研究让计算机如何模拟人的学习行为来实现人的学习活动。机器学习是一种际遇人工神经网络的深度学习。人工智能多神经元、分布式计算和多层次调整反馈的神经网络优势，使得它能通过对巨大的数据量进行分析，并成型模型，十分适用于海量数据的处理。

2.知识和数据智能处理。人工智能技术对知识和数据的智能处理，最具有典范的是专家系统。可以将专家系统看作是一个智能化程度高的计算机处理系统，它集合了某领域类众多专家的知识和经验，通过特定的程序，调用这些专家的知识和经验来实际中的问题。专家系统通常由两部分组成：一部分是储存了某个领域的专业知识和专家经验的数据库，另一部分是利用数据库中的信息，模拟人的推理过程，得出相应的推理答案的推理系统。人工智能技术通过这两个部分各种复杂问题的解决。

3.人机交互。人际交互指的是用户通过使用人机交互界面，实现对各种机器、计算机系统和应用软件的操作，它主要是研究用户与系统之间的交互关系。人机交互是当前研究较多的一种人工智能技术，应用到了人工智能技术的机器人学和模式识别技术。输入输出设备、对应的软件是实现人机交互的必要条件之一，因此，要提高人际较好的技术，同时也要提高硬件系统和软件系统。

三、人工智能技术未来发展的趋势

（一）以深度学习为基础人工智能技术将实现突破性的进展

深度学习是人工智能向前发展的核心动力。深度学习与大数据技术相结合，是人工智能技术发展的主要特征。近些年，人工智能技术的快速发展对于神经元网络、大数据及芯片的融合，其中实现模拟人脑的是神经元网络，这也是深度学习的基础。对某一领域近些深度学习，将使人工智能不断接近人类真实的专家顾问水平，并有可能取代专家顾问的位置。有报告称，由于大数据和深度学习相互结合的经验积累，“认知专家顾问”将成为未来几年的新兴技术。深度学习是人工智能技术的核心，随着深度学习带来的认知能力的改变，人工智能技术将实现突破性的进展，甚至改变我们生活的时代。大数据时代背景下，推动着以深层神经元网络技术为代表的感知智能技术快速发展，使得某些垂直戏份领域的人工智能机器已接近人类的认知水平，这将引发人工智能技术新一轮的提高认知能力的发展潮流。

（二）人工智能技术将伴随着人脑科学的研究进展走向更高层次的发展

人工智能的发展从低到高分为三个层次：运算智能层次、感知智能层次和认知智能层次。就当前人工智能技术的发展而言，运算智能层次的发展较为充分，已经达到了较高的水平。但对于认知能使层次还处于起步阶段。至今，人们对人工智能技术的认知层次研究，仅仅局限于建立了以虚拟生物神经元为运行基础的数学和计算机模型，但全世界没有任何一个国家突破了认知智能层次的关键性技术研究。但随着各国对人脑科学研究力度的加大，人工智能技术将伴随着人脑科学的研究进展进入到一个更高的发展阶段。人脑科学研究的主体是脑认知的神经原理，重点研究脑重大疾病诊治的新技术手段、人工智能的应用，实现医治人类大脑方面的疾病，同时建造模仿脑功能的新机器。后者即为人工智能的应用。所以说，人脑科学的研究进展，将带动人工智能技术的进步。目前，欧盟启动“人脑工程”研究项目，并将其列入为新兴技术发展的重大项目。美国同样投入巨额资金促进人脑科学技术的研究。中国也有“脑科学研究”的战略部署。人脑科学研究出现新的、具有重大意义的科研成果，指日可待，而人工智能技术也将因此而实现质的突破。

（三）人工智能技术将大规模应用于商业中，改变人们的生活方式

著名的未来学家凯文·凯利曾就未来人工智能的发展做出大胆预测。他认为人工智能将给世界带来颠覆性的改变，一切都变得“智能化”。在未来，人工智能技术的应用将无处不在。就现在而言，人工智能技术已经被应用于人们生活中的方法面面。如大型的移动通信公司已经在智能手机中大量应用人工智能技术，智能手机的出现，让人们深切地感受到了人工智能技术的力量——它改变了人们传统的交际方式和消费方式。在一些零售行业，沃尔玛、苏宁等零售巨头开始投入智能机器人来接待顾客，引导顾客下单。甚至在商业领域，智能机器人也开始用在了银行的业务服务中。人工智能技术已经应用于商业中，在很大程度上促进了智能机器人的研发。未来，机器人将与人类相伴将成为现实。

四、结束语

人工智能技术作为一项新兴的、革命性的技术改革，逐渐受到各国的重视。它的发展，也给人们的生活带来了巨大的改变和深远的影响。要深入把握人工智能技术的发展趋势和特点，加强对人工智能关键性技术的攻坚克难工作，实现重新调整我国的产业布局，促进科技与经济共同发展。