人工智能的發(fā)展

人工智能的發(fā)展與應(yīng)用摘要：人工智能是研究使機(jī)器來(lái)模擬人的思維和智能行為的學(xué)科，主要包括機(jī)器實(shí)現(xiàn)人工智能的原理、制造類似于人腦智能的計(jì)算機(jī)等。人工智能涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、信息科學(xué)、生物科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和語(yǔ)言學(xué)等學(xué)科?？梢哉f(shuō)幾乎是自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的所有學(xué)科，其范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇，人工智能是人類進(jìn)入信息產(chǎn)業(yè)革命時(shí)代，達(dá)到認(rèn)識(shí)和改造客觀世界能力的高峰。關(guān)鍵詞：人工智能、計(jì)算機(jī)、科學(xué)、發(fā)展一、 人工智能的概念人工智能是從ArtificialIntelligence譯來(lái)的，可簡(jiǎn)稱為AI，也稱機(jī)器智能。人工智能一詞可分為“人工”和“智能”兩個(gè)部分來(lái)理解。人工主要是指人力所能制造和完成的，智能則涉及到了意識(shí)、自我、思維等各個(gè)方面。人工智能是指用人工的方法與技術(shù)來(lái)模仿、延伸和擴(kuò)展人類的智能，實(shí)現(xiàn)“機(jī)器思維”。人工智能一詞最初是在1956年Dartmouth學(xué)會(huì)上提出的。人工智能是一門(mén)研究機(jī)器和智能的計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)重要分支，它涉及到心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、思維科學(xué)、信息科學(xué)、生物科學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)領(lǐng)域，是一門(mén)非常復(fù)雜的高科技學(xué)科。人工智能是關(guān)于怎樣表示知識(shí)以及怎樣獲得知識(shí)并使用知識(shí)的學(xué)科，也是研究如何使計(jì)算機(jī)去做只有人才能做的智能的工作的學(xué)科。二、 人工智能的發(fā)展人工智能的研究始于古希臘，亞里士多德為形式邏輯奠定了基礎(chǔ)。形式邏輯是一切推理活動(dòng)的最基本的出發(fā)點(diǎn)。德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨提出了有關(guān)于數(shù)理邏輯的思想，把形式邏輯進(jìn)行了符號(hào)化，從而就能夠?qū)θ祟惖乃季S進(jìn)行運(yùn)算和推理。美國(guó)神經(jīng)生理學(xué)家McCulloch，建立了第一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型。從某種意義上可以說(shuō)近代人工智能的發(fā)展，首先是從人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究開(kāi)始的。但是由于某種原因，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究一度進(jìn)入低潮。1941年的世界上的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了，這使得使信息存儲(chǔ)和處理在各個(gè)方面都發(fā)生了極大的變革。計(jì)算機(jī)的發(fā)展產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)科學(xué)，并為人工智能的可能實(shí)現(xiàn)提供了可能性。計(jì)算機(jī)為人工智能提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)50至60年代初是人工智能發(fā)展的初級(jí)階段。1950年圖靈發(fā)表了《計(jì)算機(jī)器與智能》，提出了用圖靈測(cè)試來(lái)確定一臺(tái)計(jì)算機(jī)是否具有智能行為。在書(shū)中，他還提出了人工智能機(jī)械化的可能性和圖靈機(jī)的理論模型，為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)，被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”和“人工智能之父”。他是計(jì)算機(jī)邏輯的奠基者，許多人工智能的重要方法也源自于他。50年代初出現(xiàn)了符號(hào)處理，產(chǎn)生了搜索法。人工智能的基本方法是邏輯法與搜索法。最初的搜索主演是應(yīng)用于機(jī)器翻譯、機(jī)器定理證明、跳棋程序等。其中機(jī)器翻譯至今仍然是人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域。1955年，Newell和Simon制作出名為“邏輯專家”的程序。這個(gè)程序被普遍認(rèn)為是第一個(gè)世界上的第一個(gè)人工智能程序。這個(gè)程序?qū)姾腿斯ぶ悄苎芯款I(lǐng)域產(chǎn)生了很大影響，是人工智能發(fā)展史中一個(gè)十分重要的里程碑。正是這一個(gè)程序使得人工智能之父JohnMcCarthy組織了1956年的Dartmouth人工智能夏季研究會(huì)，在這個(gè)學(xué)會(huì)上，這個(gè)領(lǐng)域被正式命名為“人工智能”，并為以后的人工智能研究奠定了基礎(chǔ)。Dartmouth會(huì)議后，人工智能的研究開(kāi)始快速發(fā)展，越來(lái)越多的人工智能程序開(kāi)始涌現(xiàn)。1959年發(fā)明的西洋跳棋程序成功打敗了最優(yōu)秀的棋手。1963年美國(guó)政府為保證美國(guó)在技術(shù)進(jìn)步上領(lǐng)先于蘇聯(lián)，資助了研究機(jī)器輔助識(shí)別，加快了人工智能研究的發(fā)展步伐。1966年，斯坦福研究所研發(fā)出了機(jī)器人沙基，這是世界上第一個(gè)能夠根據(jù)環(huán)境來(lái)推理的移動(dòng)機(jī)器人。但在5年之后，機(jī)器開(kāi)始出現(xiàn)較多的問(wèn)題。同年，美國(guó)麻省理工學(xué)院一位教授開(kāi)發(fā)出了計(jì)算機(jī)程序Eliza，該程序可以在電腦上進(jìn)行病人和治療專家之間對(duì)話的模擬。20世紀(jì)70年代，人工智能開(kāi)始從理論研究走向?qū)嵺`。一批高水準(zhǔn)的程序系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)，知識(shí)專家等系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用，它的應(yīng)用范圍延伸到了人類生活等各個(gè)領(lǐng)域，創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益。1977年出現(xiàn)了知識(shí)工程的這一概念，科學(xué)家對(duì)以知識(shí)為基礎(chǔ)的專家咨詢系統(tǒng)展開(kāi)了研究。20世紀(jì)80年代，人工智能發(fā)展達(dá)到階段性的頂峰，同時(shí)也進(jìn)入了以知識(shí)為中心的發(fā)展階段，越來(lái)越多的人開(kāi)始認(rèn)識(shí)到知識(shí)在人工智能中的重要性，圍繞知識(shí)、推理、機(jī)器學(xué)習(xí)，以及結(jié)合問(wèn)題領(lǐng)域等知識(shí)的新認(rèn)知模擬開(kāi)始了更深入的探索。1981年出現(xiàn)了機(jī)器人傷人事件，日本一家工廠的技師被機(jī)器人意外造成死亡。1986年，ThinkingMachines公司研發(fā)出了連接機(jī)，這種超級(jí)計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)平行計(jì)算等模擬出人體大腦的結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)90年代，人工智能出現(xiàn)了新的研究高潮。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，人工智能也開(kāi)始從單一的智能個(gè)體研究轉(zhuǎn)向基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的發(fā)展的分布式人工智能研究。人工智能研究不再局限于同一目標(biāo)的分布式問(wèn)題求解，人工智能技術(shù)逐漸與數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體等主流技術(shù)相結(jié)合，并融合在主流技術(shù)之中?？梢?jiàn)人工智能正逐漸變得更為實(shí)用化，生活化，也逐漸地深入到了社會(huì)生活的方方面面。1997年IBM公司的研發(fā)的電腦DeepBlue打敗了世界國(guó)際象棋冠軍蓋瑞?卡斯帕羅夫。DeepBlue的計(jì)算速度達(dá)到了每秒2億步。2004年日本本田公司研發(fā)出了先進(jìn)的人形機(jī)器人Asimo。2011年IBM研制的超級(jí)機(jī)器人“沃森”在連續(xù)三天的比賽中戰(zhàn)勝了“快問(wèn)快答”節(jié)目中最優(yōu)秀的兩名選手。同年10月5日，蘋(píng)果公司發(fā)布了內(nèi)含人工智能軟件Siri的IPhone4S手機(jī)。目前，人工智能技術(shù)正在向大型分布式人工智能及多專家協(xié)同系統(tǒng)、并行推理、多種專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具，以及大型分布式人工智能開(kāi)發(fā)環(huán)境和分布式環(huán)境下的多智能體協(xié)同系統(tǒng)等方向發(fā)展。隨著加入到人工智能研究行列的學(xué)者的不斷增加，人工智能上的新思想、新技術(shù)不斷地出現(xiàn)，人們也在不停地開(kāi)拓新的領(lǐng)域和方向。人工智能的理論研究越來(lái)越深入，應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛，社會(huì)影響力也越來(lái)越大。人工智能的技術(shù)在美國(guó)、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家依然在不斷地飛速發(fā)展。在AI技術(shù)領(lǐng)域十分活躍的IBM公司，已經(jīng)為加州勞倫斯?利佛摩爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室制造7ASCIWhite電腦，號(hào)稱具有人腦的千分之一的智力能力，而正在開(kāi)發(fā)的更為強(qiáng)大的新超級(jí)電腦一一“藍(lán)色牛仔”(BlueJean)，據(jù)其研究主任保羅?霍恩稱，“藍(lán)色牛仔”的智力水平將大致與人腦相當(dāng)。三、人工智能的應(yīng)用現(xiàn)在，人工智能的應(yīng)用主要有符號(hào)計(jì)算，模式識(shí)別，機(jī)器翻譯和專家系統(tǒng)等。符號(hào)計(jì)算符號(hào)計(jì)算，又稱為代數(shù)運(yùn)算，這是一種智能化的計(jì)算，處理的是符號(hào)。符號(hào)可以代表整數(shù)、有理數(shù)、實(shí)數(shù)和復(fù)數(shù)，也可以代表多項(xiàng)式，函數(shù)，集合等。隨著計(jì)算機(jī)的逐漸普及和人工智能的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多功能齊全的計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)軟件，其中Mathematica和Maple是它們的代表，由于它們都是用C語(yǔ)言寫(xiě)成的，所以可以在大多數(shù)計(jì)算機(jī)上應(yīng)用。這些計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)軟件包含著大量的數(shù)學(xué)知識(shí)，計(jì)算可以精確到任意位。模式識(shí)別模式識(shí)別就是指通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)技術(shù)的方法來(lái)研究模式的自動(dòng)處理和判讀。模式可以分成抽象的和具體的兩種形式。抽象模式如意識(shí)、思想、議論等，屬于概念識(shí)別研究的范疇，是人工智能的另一研究分支。模式識(shí)別包括對(duì)語(yǔ)音波形、地震波、心電圖、腦電圖、圖片、照片、文字、符號(hào)、生物傳感器等對(duì)象的具體模式進(jìn)行辨識(shí)和分類。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模式如文字、聲音、人物、物體等的自動(dòng)識(shí)別，這是開(kāi)發(fā)智能機(jī)器的一個(gè)最關(guān)鍵的突破口，也為人類認(rèn)識(shí)自身智能提供線索。計(jì)算機(jī)識(shí)別的顯著特點(diǎn)是速度快、準(zhǔn)確性和效率高。識(shí)別過(guò)程與人類的學(xué)習(xí)過(guò)程相似，主要應(yīng)用有語(yǔ)言識(shí)別、指紋識(shí)別、遙感圖像識(shí)別和醫(yī)學(xué)診斷等。語(yǔ)音識(shí)別就是使計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)著人類語(yǔ)言的相關(guān)知識(shí)信息，能夠自動(dòng)識(shí)別出人類的語(yǔ)言。語(yǔ)音識(shí)別涉及到了信號(hào)處理、模式識(shí)別、概率論和信息論、發(fā)聲機(jī)理和聽(tīng)覺(jué)機(jī)理、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。語(yǔ)音技術(shù)的已經(jīng)成為一個(gè)具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。指紋識(shí)別基本上可分成：預(yù)處理、特征選擇和模式分類幾個(gè)大的步驟。指紋是人體的一個(gè)重要特征，具有唯一性。指紋識(shí)別是通過(guò)對(duì)指紋灰度圖像精確計(jì)算紋線局部方向、進(jìn)而提取指紋特征信息的理論與算法，應(yīng)用于身份鑒定的全自動(dòng)指紋鑒定系統(tǒng)，可用于公安機(jī)關(guān)刑事偵破的指紋鑒定系統(tǒng)，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)指紋識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用的先河。遙感圖像識(shí)別可廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物估產(chǎn)、資源勘察、氣象預(yù)報(bào)和軍事偵察等。醫(yī)學(xué)診斷主要是將模式識(shí)別應(yīng)用于癌細(xì)胞檢測(cè)、X射線照片的分析、血液化驗(yàn)、染色體的分析、心電圖診斷和腦電圖診斷等方面。專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家智能來(lái)解決某些領(lǐng)域問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，是人工智能研究領(lǐng)域中一個(gè)重要分支，它實(shí)現(xiàn)了人工智能從理論研究向?qū)嶋H應(yīng)用的重大突破。專家系統(tǒng)可以看作是一類具有專門(mén)知識(shí)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)，它能運(yùn)用特定領(lǐng)域中專家提供的專門(mén)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并采用人工智能中的推理技術(shù)來(lái)求解和模擬通常由專家才能解決的各種復(fù)雜問(wèn)題。專家系統(tǒng)內(nèi)部含有大量的專家水平的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠運(yùn)用人類專家的知識(shí)和解決問(wèn)題的方法進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過(guò)程，來(lái)解決該領(lǐng)域的復(fù)雜問(wèn)題。專家系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用研究最活躍和最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一,涉及到社會(huì)各個(gè)方面，各種專家系統(tǒng)已遍布各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，取得很大的成功。根據(jù)專家系統(tǒng)處理的問(wèn)題的類型，把專家系統(tǒng)分為解釋型、診斷型、調(diào)試型、維修型、教育型、預(yù)測(cè)型、規(guī)劃型、設(shè)計(jì)型和控制型等10種類型。具體應(yīng)用就很多了，例如血液凝結(jié)疾病診斷系統(tǒng)、電話電纜維護(hù)專家系統(tǒng)、花布圖案設(shè)計(jì)和花布印染專家系統(tǒng)等等。機(jī)器翻譯機(jī)器翻譯是通過(guò)計(jì)算機(jī)把一種語(yǔ)言轉(zhuǎn)變成另一種語(yǔ)言的過(guò)程，又稱自動(dòng)化翻譯。機(jī)器翻譯的主要的目標(biāo)就是要克服人類的語(yǔ)言障礙，推出能夠在實(shí)際應(yīng)用的機(jī)器翻譯系統(tǒng)。機(jī)器翻譯歸根結(jié)底還是一個(gè)關(guān)于知識(shí)處理的問(wèn)題，它涉及到的知識(shí)面非常的廣，隨著互聯(lián)網(wǎng)的的普及與高速發(fā)展，機(jī)器翻譯有著非常廣闊的應(yīng)用前景。目前，國(guó)內(nèi)的機(jī)器翻譯軟件不下百種，根據(jù)這些軟件的翻譯特點(diǎn)，大致可以分為三大類：詞典翻譯類、漢化翻譯類和專業(yè)翻譯類。詞典類翻譯軟件代表可以迅速查詢英文單詞或詞組的詞義，并提供單詞的發(fā)音，為用戶了解單詞或詞組含義提供了極大的便利。但總體來(lái)說(shuō)，這些軟件翻譯的準(zhǔn)確率還有待提高。四、總結(jié)人工智能是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)，從上個(gè)世紀(jì)50年代開(kāi)始，人們就一直沒(méi)有停止過(guò)對(duì)人工智能的研究。因此，人工智能的發(fā)展雖然偶有滯緩，但總體上仍然是不斷地發(fā)展進(jìn)步的。人工智能研究的理論成果在很大程度上將影響著計(jì)算