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算機(jī)等。人工智能涉及到計算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、信息科學(xué)、生物科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和語言學(xué)等學(xué)科?？梢哉f幾乎是自然科學(xué)和社會科學(xué)的所有學(xué)科，其范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計算機(jī)科學(xué)的范疇，人工智能是人類進(jìn)入信息產(chǎn)業(yè)革命時代，達(dá)到認(rèn)識和改造客觀世界能力的高峰。關(guān)鍵詞：人工智能、計算機(jī)、科學(xué)、發(fā)展一、 人工智能的概念人工智能是從ArtificialIntelligence譯來的，可簡稱為AI，也稱機(jī)器智能。人工智能一詞可分為“人工”和“智能”兩個部分來理解。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、自我、思維等各個方面。人工智能是指用人工的方法與技術(shù)來模仿、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)會上提出的。人工智能是一門研究機(jī)器和智能的計算機(jī)學(xué)科的一個重要分支，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)等多個學(xué)科的知識領(lǐng)域，是一門非常復(fù)雜的高科技學(xué)科。人工智能是關(guān)于怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的學(xué)科，也是研究如何使計算機(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的最基本的出發(fā)點(diǎn)。德國數(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)行了符號化，從而就能夠?qū)θ祟惖乃季S進(jìn)行運(yùn)算和推理。美國神經(jīng)生理學(xué)家McCulloch，建立了第一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型。從某種意義上可以說近代人工智能的發(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電子計算機(jī)出現(xiàn)了，這使得使信息存儲和處理在各個方面都發(fā)生了極大的變革。計算機(jī)的發(fā)展產(chǎn)生了計算機(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)展的初級階段。1950年圖靈發(fā)表了《計算機(jī)器與智能》，提出了用圖靈測試來確定一臺計算機(jī)是否具有智能行為。在書中，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)代計算機(jī)的出現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)，被譽(yù)為“計算機(jī)科學(xué)之父”和“人工智能之父”。他是計算機(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。這個程序被普遍認(rèn)為是第一個世界上的第一個人工智能程序。這個程序?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)展史中一個十分重要的里程碑。正是這一個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，在這個學(xué)會上，這個領(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會議后，人工智能的研究開始快速發(fā)展，越來越多的人工智能程序開始涌現(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年美國政府為保證美國在技術(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，這是世界上第一個能夠根據(jù)環(huán)境來推理的移動機(jī)器人。但在5年之后，機(jī)器開始出現(xiàn)較多的問題。同年，美國麻省理工學(xué)院一位教授開發(fā)出了計算機(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話的模擬。20世紀(jì)70年代，人工智能開始從理論研究走向?qū)嵺`。一批高水準(zhǔn)的程序系統(tǒng)開始出現(xiàn)，知識專家等系統(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領(lǐng)域，創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益。1977年出現(xiàn)了知識工程的這一概念，科學(xué)家對以知識為基礎(chǔ)的專家咨詢系統(tǒng)展開了研究。20世紀(jì)80年代，人工智能發(fā)展達(dá)到階段性的頂峰，同時也進(jìn)入了以知識為中心的發(fā)展階段，越來越多的人開始認(rèn)識到知識在人工智能中的重要性，圍繞知識、推理、機(jī)器學(xué)習(xí)，以及結(jié)合問題領(lǐng)域等知識的新認(rèn)知模擬開始了更深入的探索。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)，這種超級計算機(jī)能夠通過平行計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，人工智能也開始從單一的智能個體研究轉(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)的分布式問題求解，人工智能技術(shù)逐漸與數(shù)據(jù)庫、多媒體等主流技術(shù)相結(jié)合，并融合在主流技術(shù)之中。可見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打敗了世界國際象棋冠軍蓋瑞?卡斯帕羅夫。DeepBlue的計算速度達(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研制的超級機(jī)器人“沃森”在連續(xù)三天的比賽中戰(zhàn)勝了“快問快答”節(jié)目中最優(yōu)秀的兩名選手。同年10月5日，蘋果公司發(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)開發(fā)工具，以及大型分布式人工智能開發(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)，人們也在不停地開拓新的領(lǐng)域和方向。人工智能的理論研究越來越深入，應(yīng)用的范圍越來越廣泛，社會影響力也越來越大。人工智能的技術(shù)在美國、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國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?利佛摩爾國家實(shí)驗(yàn)室制造7ASCIWhite電腦，號稱具有人腦的千分之一的智力能力，而正在開發(fā)的更為強(qiáng)大的新超級電腦一一“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)用主要有符號計算，模式識別，機(jī)器翻譯和專家系統(tǒng)等。符號計算符號計算，又稱為代數(shù)運(yùn)算，這是一種智能化的計算，處理的是符號。符號可以代表整數(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語言寫成的，所以可以在大多數(shù)計算機(jī)上應(yīng)用。這些計算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)軟件包含著大量的數(shù)學(xué)知識，計算可以精確到任意位。模式識別模式識別就是指通過計算機(jī)數(shù)學(xué)技術(shù)的方法來研究模式的自動處理和判讀。模式可以分成抽象的和具體的兩種形式。抽象模式如意識、思想、議論等，屬于概念識別研究的范疇，是人工智能的另一研究分支。模式識別包括對語音波形、地震波、心電圖、腦電圖、圖片、照片、文字、符號、生物傳感器等對象的具體模式進(jìn)行辨識和分類。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過計算機(jī)實(shí)現(xiàn)模式如文字、聲音、人物、物體等的自動識別，這是開發(fā)智能機(jī)器的一個最關(guān)鍵的突破口，也為人類認(rèn)識自身智能提供線索。計算機(jī)識別的顯著特點(diǎn)是速度快、準(zhǔn)確性和效率高。識別過程與人類的學(xué)習(xí)過程相似，主要應(yīng)用有語言識別、指紋識別、遙感圖像識別和醫(yī)學(xué)診斷等。語音識別就是使計算機(jī)內(nèi)部存儲著人類語言的相關(guān)知識信息，能夠自動識別出人類的語言。語音識別涉及到了信號處理、模式識別、概率論和信息論、發(fā)聲機(jī)理和聽覺機(jī)理、人工智能等多個領(lǐng)域的知識。語音技術(shù)的已經(jīng)成為一個具有經(jīng)濟(jì)競爭力的新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。指紋識別基本上可分成：預(yù)處理、特征選擇和模式分類幾個大的步驟。指紋是人體的一個重要特征，具有唯一性。指紋識別是通過對指紋灰度圖像精確計算紋線局部方向、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)，開創(chuàng)了國內(nèi)指紋識別系統(tǒng)應(yīng)用的先河。遙感圖像識別可廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物估產(chǎn)、資源勘察、氣象預(yù)報和軍事偵察等。醫(yī)學(xué)診斷主要是將模式識別應(yīng)用于癌細(xì)胞檢測、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解決某些領(lǐng)域問題的計算機(jī)程序系統(tǒng)，是人工智能研究領(lǐng)域中一個重要分支，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知識的計算機(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知識和經(jīng)驗(yàn)，并采用人工智能中的推理技術(shù)來求解和模擬通常由專家才能解決的各種復(fù)雜問題。專家系統(tǒng)內(nèi)部含有大量的專家水平的知識與經(jīng)驗(yàn)，能夠運(yùn)用人類專家的知識和解決問題的方法進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，來解決該領(lǐng)域的復(fù)雜問題。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,涉及到社會各個方面，各種專家系統(tǒng)已遍布各個專業(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)測型、規(guī)劃型、設(shè)計型和控制型等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)器翻譯是通過計算機(jī)把一種語言轉(zhuǎn)變成另一種語言的過程，又稱自動化翻譯。機(jī)器翻譯的主要的目標(biāo)就是要克服人類的語言障礙，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)底還是一個關(guān)于知識處理的問題，它涉及到的知識面非常的廣，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。但總體來說，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)展的一個重要趨勢，從上個世紀(jì)50年代開始，人們就一直沒有停止過對人工智能的研究。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算