揭開神秘面紗，“人工智能”是如何為我們服務(wù)的？

本刊編輯部

揭開神秘面紗，“人工智能”是如何為我們服務(wù)的？

本刊編輯部

引言

谷歌人工智能程序AlphaGo以4:1的成績戰(zhàn)勝韓國圍棋高手李世石，轟動科技界，由此人工智能(Artificial Intelligence，AI)也成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。人工智能是個很寬泛的概念，從手機(jī)上的計(jì)算器到無人駕駛汽車，它們都可被稱作人工智能。人工智能還有弱強(qiáng)之分：弱人工智能(Artificial Narrow Intelligence，ANI)是指充斥在人們周圍的智能代工具；強(qiáng)人工智能(Artificial General Intelligence，AGI)是指人類級別的人工智能，它在各方面都能和人類比肩，也是人們正在開發(fā)和研究的。

揭開人工智能的神秘面紗，有哪些人工智能產(chǎn)品及背后的技術(shù)在發(fā)揮著重要的作用？它們又是如何為我們服務(wù)的？人工智能在未來又會有怎樣的發(fā)展？

業(yè)界聲音

北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所名譽(yù)所長、IEEE機(jī)器人與自動化中國北京大區(qū)主席王田苗教授

2016年3月9日，谷歌AlphaGo在與人類圍棋代表韓國隊(duì)高手李世石的“人機(jī)大戰(zhàn)”五番棋對抗中先拔頭籌，人工智能在圍棋上所表現(xiàn)出來的驚人實(shí)力與神速進(jìn)步讓全世界的職業(yè)與業(yè)余棋界人士目瞪口呆，徹底顛覆了之前人們認(rèn)為電腦圍棋目前絕不可能對抗頂尖圍棋高手的認(rèn)知，人類歷史上有關(guān)人工智能的突破也因此翻開了新的一頁。

這次AlphaGo人工智能技術(shù)本質(zhì)上是采用“深度學(xué)習(xí)”多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和訓(xùn)練它的方法，并且是通過兩個不同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“大腦”合作來改進(jìn)下棋。第一大腦是落子選擇器 (Move Picker) ，這個大腦是“監(jiān)督學(xué)習(xí)策略網(wǎng)絡(luò)”，觀察棋盤布局企圖找到最佳的下一步，它預(yù)測每一個合法下一步的最佳概率，那么最前面猜測的就是那個概率最高的，百萬級的對弈落子去訓(xùn)練大腦，能正確符合57%的人類高手。第二大腦是棋局評估器(Position Evaluator)，這個大腦不是去猜測具體下一步，而是預(yù)測每一個棋手贏棋的可能。AlphaGo采用了這種混合型機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，將樹搜索方法和深度學(xué)習(xí)結(jié)合起來，一方面深度學(xué)習(xí)記憶人類下棋步法，另一方面與自己對弈，對可能的數(shù)百萬次棋法進(jìn)行優(yōu)化選擇。這一事件可以看出人工智能技術(shù)將在兩個方面超越人的智能水平，一是它不受環(huán)境、噪聲、情緒、心理的影響，二是可通過大數(shù)據(jù)記憶眾多高手布局棋法，但是在復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下識別、概念語義理解抽象、知識推理、認(rèn)知學(xué)習(xí)積累等方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人類智能水平。

眾所周知，1956年夏天一場在美國達(dá)特茅斯大學(xué)召開的會議上，以約翰·麥卡錫和明斯基為代表的一批人工智能探索者聚集在一起，正式確立了人工智能(Artificial Intelligence)這一術(shù)語，也因此被認(rèn)為是人工智能學(xué)科誕生的標(biāo)志。在過去的幾十年間，人工智能快速發(fā)展，已經(jīng)滲透到醫(yī)療、軍事、航天等多領(lǐng)域內(nèi)，尤其近年，人工智能技術(shù)的機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像識別等技術(shù)研究成果已經(jīng)開始被用到了普通產(chǎn)品、金融決策系統(tǒng)、機(jī)器人與智能裝備等方面。

目前，無論前沿技術(shù)，還是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，都認(rèn)為人工智能是一個風(fēng)口，它在人機(jī)交互、感知決策、認(rèn)知學(xué)習(xí)等方面的理論與技術(shù)突破，必將嵌入、或滲透、或延伸到智能家居、醫(yī)療健康、高端制造、軍事國防、影視體育等各個方面的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中。

作為人工智能發(fā)展最具典型代表性的載體對象，機(jī)器人大腦一直是學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界探究的一個重要領(lǐng)域。讓機(jī)器像人一樣聽懂，讓機(jī)器像人一樣看懂，讓機(jī)器像人一樣靈活運(yùn)動，甚至像人一樣思考，大家為了這個目標(biāo)苦苦追求著，高潮迭起，一代又一代。有的從生物智能機(jī)理、神經(jīng)腦科學(xué)、通用計(jì)算模型、人工智能芯片等方面探索；有的從特定仿生智能的工程模擬、特殊人群結(jié)構(gòu)化場合下的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交互識別與學(xué)習(xí)、生機(jī)電融合等方面探索；有的從環(huán)境理解、自主運(yùn)動、認(rèn)知作業(yè)等方面探索。

無論怎樣評價人工智能時代，我們必須承認(rèn)人工智能正在悄悄從實(shí)驗(yàn)室走向廣泛應(yīng)用，如社交聊天機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)協(xié)作機(jī)器人、家庭服務(wù)機(jī)器人、辦公助理機(jī)器人、銀行接待機(jī)器人、醫(yī)療外科與智能康復(fù)、無人駕駛汽車、無人機(jī)、圍棋對抗大賽等等，人工智能的發(fā)展正在迎接一個嶄新的時代。

上海熵洛智能科技有限公司 陳景雄經(jīng)理

人工智能由來已久，但就其本質(zhì)而言，它是對人類思維信息過程的模擬。弱人工智能發(fā)展迅速，尤其是2008年經(jīng)濟(jì)危機(jī)后，美日歐希望借機(jī)器人等實(shí)現(xiàn)再工業(yè)化，工業(yè)機(jī)器人比以往任何時候都在更快得發(fā)展，更加帶動了弱人工智能和相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的不斷突破，很多必須用人來做的工作如今已經(jīng)能用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)。比如德國提出的工業(yè)4.0戰(zhàn)略，智慧工廠、智慧制造、智慧物流就與弱人工智能息息相關(guān)。

法國Aldebaran Robotics生產(chǎn)的NAO機(jī)器人，從嚴(yán)格意義上來講，還屬于弱人工智能的范疇，但隨著全球研究的深入，某些功能已經(jīng)具備強(qiáng)人工智能的特點(diǎn)。NAO機(jī)器人是目前全球應(yīng)用最廣泛的的智能人形機(jī)器人，是應(yīng)用于教學(xué)與科研中發(fā)展迅速的前沿平臺。NAO機(jī)器人有25個自由度，活動非常靈活，具有Siri語音識別功能，支持19種語言， NAO能說會道。它還集多種傳感器于一身，包括壓力傳感器、觸摸傳感器、溫度傳感器、聲納傳感器、紅外傳感器等，眾多先進(jìn)技術(shù)賦予了NAO出色的探查能力，能夠感知周圍環(huán)境中的人和物。

NAO機(jī)器人主要在以下幾個領(lǐng)域發(fā)揮著異常矚目的功能：教育與科研，因?yàn)镹AO具有非常可愛的人類外形，NAO機(jī)器人能夠吸引不同年齡段的學(xué)生和它交流與互動，是中小學(xué)教育很好的輔助手段，是大學(xué)生創(chuàng)新教育、理論與實(shí)踐相結(jié)合的良好載體，也是科研人員進(jìn)行運(yùn)動控制、人工智能、腦機(jī)接口、音頻處理、視頻處理、物聯(lián)網(wǎng)等跨領(lǐng)域研究的新興平臺。患有自閉癥兒童更傾向與機(jī)器的交流與探索，NAO機(jī)器人正是打開自閉兒童心扉的一把重要鑰匙，將其應(yīng)用于兒童自閉癥的康復(fù)治療，可以提高他們的語言交流能力。NAO機(jī)器人能回答各種疾病的基本常識和養(yǎng)老的注意事項(xiàng)，能簡單地為老人提供一些諸如行動引導(dǎo)、讀報(bào)、逗趣等活動。以NAO機(jī)器人為核心的新一代智能家居管理系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)家具家電智能控制、親子教育、老人陪護(hù)等功能。

未來的人工智能，特別是弱人工智能將在國家大戰(zhàn)略(如工業(yè)2025、德國的工業(yè)4.0)下，得到極大的發(fā)展，許多崗位、工種，將被工業(yè)機(jī)器人替代，生產(chǎn)成本將顯著降低，同時生產(chǎn)效率將大大提高。強(qiáng)人工智能，雖然目前研究還有瓶頸，但研究難點(diǎn)已經(jīng)開始逐步突破，比如語音的識別與回復(fù)，已做到相當(dāng)智能。

北京云知聲信息技術(shù)有限公司CTO 梁家恩

人機(jī)對弈、商品自動推薦、指紋/虹膜/聲紋識別、口語和作文自動評測、語音和圖像識別、機(jī)器翻譯等人工智能應(yīng)用，已經(jīng)逐漸走入日常生活。隱藏在這些應(yīng)用背后的技術(shù)有很多，包括信號采集和噪聲處理技術(shù)、特征抽取和模式分類、規(guī)則學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和增強(qiáng)學(xué)習(xí)為代表的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、理解、推理和決策等。其中，智能語音技術(shù)作為人工智能的第一步“感知”，發(fā)揮著重要的作用。云知聲認(rèn)為，無感知、不認(rèn)知。一切沒有感知的人工智能不是真正的人工智能，因?yàn)闆]有感知，無法獲得數(shù)據(jù)，就沒有認(rèn)知的基礎(chǔ)和前提。

在IoT時代，人們的生活與數(shù)字化世界將會更加緊密地結(jié)合在一起，這會帶來兩點(diǎn)顯著的變化：①人機(jī)交互將會更加智能和自然，機(jī)器更加了解人類；②后端服務(wù)將更加智能化和個性化，能夠提供精準(zhǔn)服務(wù)，提升用戶體驗(yàn)。除了服務(wù)用戶，人工智能技術(shù)還將對城市管理、智能生產(chǎn)制造等提供大數(shù)據(jù)支撐，優(yōu)化效率和質(zhì)量。

人工智能技術(shù)，是伴隨計(jì)算能力和數(shù)據(jù)資源發(fā)展起來的，未來在產(chǎn)業(yè)需求推動下將會加速發(fā)展，數(shù)據(jù)和計(jì)算能力將極大地發(fā)揮人工智能的技術(shù)價值。

從應(yīng)用角度看，人工智能未來還將解決實(shí)用場景下的穩(wěn)定性和適應(yīng)性問題，在更多社會生活場景下為用戶提供極致體驗(yàn)，更多滲透到社會生活的各個方面，也將衍生出更新的商業(yè)和管理模式。

編輯視角

AlphaGo人工智能程序是21世紀(jì)科學(xué)的一個重大突破，Google基于“深度學(xué)習(xí)”帶來的計(jì)算深度和計(jì)算效率的突破，有望能在更多基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用領(lǐng)域做出更大貢獻(xiàn)，其目的并不是為了下圍棋，而是利用計(jì)算資源和算法幫助人類在深度醫(yī)療(如癌癥的基因藥物)、軍事科技、能源領(lǐng)域有重大突破。

人工智能聽起來并不虛幻，其實(shí)在我們的日常生活中，每天都在使用弱人工智能，只是我們沒有意識到而已。我們的世界是一個充滿了弱人工智能的世界，比如汽車上有很多的弱人工智能系統(tǒng)，從控制防抱死系統(tǒng)的微控制器到控制汽油注入?yún)?shù)的電腦。Google正在測試的無人駕駛汽車，就包括了很多弱人工智能，這些弱人工智能能夠感知周圍環(huán)境并作出反應(yīng)。

你的智能手機(jī)也充滿了人工智能系統(tǒng)，用地圖軟件導(dǎo)航、利用APP軟件查詢附近餐廳、瀏覽明天的天氣狀況，以及和Siri聊天，其實(shí)這些都是人工智能在發(fā)揮作用。你在上網(wǎng)時候出現(xiàn)的各種電商網(wǎng)站的產(chǎn)品推薦，以及社交網(wǎng)站的好友推薦，也都是由人工智能組成的。

現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)雖然計(jì)算能力突飛猛進(jìn)，但是計(jì)算機(jī)的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)并沒有本質(zhì)變化，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)算法和結(jié)構(gòu)依然是在人類設(shè)定的框架內(nèi)運(yùn)行。人工智能只是人類的工具，為我們的生活服務(wù)。人工智能的生態(tài)圈變得更加龐大和復(fù)雜，每一個人工智能的創(chuàng)新，都在給通往強(qiáng)人工智能和超人工智能的旅途添磚加瓦。