人工智能的發(fā)展和現(xiàn)狀

方杰

摘 要 基于近年來(lái)人工智能（AI）技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用研究，我們分析了“互聯(lián)網(wǎng)+人工智能”新時(shí)代核心技術(shù)的快速發(fā)展，觸發(fā)了模型的巨大變革，制造業(yè)的手段和生態(tài)系統(tǒng)，以及人工智能的發(fā)展。然后，我們基于目前人工智能在無(wú)人駕駛、智能機(jī)器人、圖像識(shí)別、智能制造等領(lǐng)域的應(yīng)用，討論了智能制造的當(dāng)前發(fā)展。最后，提出了未來(lái)人工智能發(fā)展的方向以及機(jī)遇的所在。

關(guān)鍵詞 人工智能 無(wú)人駕駛 圖像識(shí)別 智能制造

中圖分類(lèi)號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著AlphaGo與李世石的對(duì)戰(zhàn)以李世石敗北而告終，人工智能的應(yīng)用開(kāi)始逐漸成為學(xué)術(shù)界與工業(yè)界共同關(guān)注的話(huà)題。近年來(lái)，人工智能技術(shù)高速發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用層出不窮，可以說(shuō)人工智能已經(jīng)成為我們生活中的一部分，比如掃地機(jī)器人，或者一些醫(yī)療企業(yè)所研發(fā)的醫(yī)療用診斷機(jī)器人。這樣的發(fā)明和應(yīng)用已經(jīng)為我們的生活帶來(lái)很多好處。然而，人工智能也仍然處于一個(gè)發(fā)展中的階段，并沒(méi)法如科幻片中所描述的那樣高級(jí)，具有自主性，其主要應(yīng)用還是以收集數(shù)據(jù)加以分析處理，經(jīng)過(guò)自我學(xué)習(xí)最后給出反饋的模式。但是，機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能與普通大眾的生活逐漸接近是我們可以每天都感受到的。人工智能的未來(lái)何去何從也引起了各種領(lǐng)域的關(guān)注。

所謂人工智能（Artificial Intelligence， AI），即使通過(guò)已有的數(shù)據(jù)集，運(yùn)用計(jì)算機(jī)來(lái)根據(jù)某種函數(shù)來(lái)完成某些功能的行為。由于其行為基于數(shù)據(jù)集，所以也可以認(rèn)為是計(jì)算機(jī)通過(guò)學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)集，可以對(duì)之后的相似問(wèn)題給出解決方案，也就是“智能”的含義。自從人工智能的影響力擴(kuò)大以來(lái)，其基礎(chǔ)的理論與問(wèn)題的解決方法逐漸有了固定的方向，所覆蓋的領(lǐng)域也是日益增長(zhǎng)。我們可以想象，在不久的未來(lái)，由于算力的強(qiáng)度遠(yuǎn)超人類(lèi)，在某些工作上，人類(lèi)將完全被具有人工智能的機(jī)器所取代。但是同時(shí)，人工智能并不是與人類(lèi)相似的智能，人類(lèi)的思考方式并不是隨機(jī)的，線(xiàn)性的，而是抽象的，曲折的，人工智能的發(fā)展目的也在于此，要將本可以由機(jī)器完成的，重復(fù)性高的工作交給人工智能來(lái)解決。隨著數(shù)字多媒體技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云存儲(chǔ)和智能制造技術(shù)的高速發(fā)展，人工智能技術(shù)也得到了相對(duì)的提升，對(duì)于未來(lái)的人工智能發(fā)展起到了巨大的拓展作用。人工智能的全面應(yīng)用將會(huì)主要圍繞著人類(lèi)的衣食住行等日常生活來(lái)展開(kāi)。本文主要介紹現(xiàn)階段人工智能在無(wú)人駕駛、智能機(jī)器人、圖像識(shí)別、智能制造等領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀。

1人工智能發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1無(wú)人駕駛汽車(chē)

無(wú)人駕駛汽車(chē)是一種新的汽車(chē)概念，汽車(chē)可以依靠傳感器的工作，對(duì)于道路和道路上的物體，如汽車(chē)，行人或者標(biāo)識(shí)和障礙物等進(jìn)行識(shí)別并進(jìn)行相應(yīng)的處置，并根據(jù)得到的信息，調(diào)整車(chē)輛的行進(jìn)路線(xiàn)和行進(jìn)速度，從而使車(chē)輛可以擺脫人類(lèi)的操作，自行完成從起點(diǎn)地到目的地的路程。

早在1970年左右，歐美國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)無(wú)人駕駛進(jìn)行嘗試性設(shè)計(jì)，并且在當(dāng)時(shí)的條件下取得了不錯(cuò)的效果。國(guó)內(nèi)的研究相較于歐美起步晚，于90年代才開(kāi)始關(guān)注無(wú)人駕駛的學(xué)術(shù)領(lǐng)域。無(wú)人駕駛在國(guó)內(nèi)的商業(yè)化由百度公司發(fā)起，與2014年7月正式立項(xiàng)，發(fā)展到今天，百度公司的無(wú)人駕駛已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)跟車(chē)減速、變道、超車(chē)、上下匝道、調(diào)頭等復(fù)雜駕駛動(dòng)作，完成了進(jìn)入高速（匯入車(chē)流）到駛出高速（離開(kāi)車(chē)流）的不同道路場(chǎng)景的切換。測(cè)試時(shí)最高速度達(dá)到100公里/小時(shí)。科學(xué)的進(jìn)步一定會(huì)帶動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展也會(huì)隨著人工智能技術(shù)而日趨完善，日常生活中的車(chē)輛也會(huì)從人工駕駛逐漸轉(zhuǎn)型為無(wú)人駕駛（如圖1）。

1.2智能機(jī)器人

智能機(jī)器人是一種依靠收集周?chē)h(huán)境信息，加以分析，并根據(jù)某些預(yù)設(shè)程序來(lái)完成指定目標(biāo)的智能機(jī)械系統(tǒng)。目前智能機(jī)器人以工業(yè)機(jī)器人和醫(yī)療機(jī)器人為主。工業(yè)機(jī)器人中的代表作品以波士頓動(dòng)力機(jī)器人為主，其生產(chǎn)研發(fā)的波士頓動(dòng)力機(jī)器狗已經(jīng)在日本的建筑行業(yè)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用，用于樓房的交付檢測(cè)（如圖2）。這個(gè)機(jī)器狗不僅僅可以完成上樓、奔跑等動(dòng)作，而且可以通過(guò)其頭部的四軸攝像頭，對(duì)圖像進(jìn)行分析，來(lái)決定下一步的動(dòng)作。同時(shí)，該公司生產(chǎn)的人型機(jī)器人已經(jīng)可以完成標(biāo)準(zhǔn)的后空翻、單腿跳箱子等復(fù)雜動(dòng)作。醫(yī)療機(jī)器人所能完成的更多是移動(dòng)病人、護(hù)理、醫(yī)療教學(xué)和病人前期診斷等工作。在這方面，國(guó)內(nèi)醫(yī)療公司如聯(lián)影，睿道等公司也進(jìn)行了大力研發(fā)，效果顯著并且已經(jīng)在一些私立醫(yī)院進(jìn)行實(shí)裝。所反映的數(shù)據(jù)和醫(yī)療情況都比較良好，這也給了人工智能在醫(yī)療行業(yè)上發(fā)展的信心。

所以智能機(jī)器人目前是人工智能發(fā)展最為具有應(yīng)用價(jià)值的方向，同時(shí)結(jié)合了傳統(tǒng)動(dòng)力行業(yè)和人工智能方向，未來(lái)的發(fā)展方向也是趨向于如何讓機(jī)器在工作領(lǐng)域內(nèi)具有更強(qiáng)的自主性，也就是所謂的“智能”。

1.3圖像識(shí)別

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及基礎(chǔ)建設(shè)的大力普及，使得人們對(duì)圖片等多媒體的需求日益增加，多媒體具有直觀，易于理解等優(yōu)勢(shì)。所以圖像識(shí)別也是近幾年人工智能的工作重點(diǎn)。圖像識(shí)別更多的是應(yīng)用于目標(biāo)檢測(cè)，與智能駕駛不同的是，這種圖像識(shí)別更強(qiáng)調(diào)于目前發(fā)生的事，分析說(shuō)明標(biāo)注，而非預(yù)測(cè)。比如，在視頻監(jiān)控中，可以通過(guò)人臉識(shí)別，檢測(cè)潛在的罪犯或者通緝犯。再或者在醫(yī)療領(lǐng)域中，圖像識(shí)別被用于針對(duì)于腫瘤等X光結(jié)果的輔助判斷。這樣對(duì)計(jì)算機(jī)圖像的處理可以幫助人類(lèi)更加快速，準(zhǔn)確的識(shí)別圖片信息。圖像識(shí)別也是人工智能的重要領(lǐng)域，隨著科技的進(jìn)步，人工智能中的圖像識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，也會(huì)隨著可以搭載的設(shè)備的進(jìn)步而應(yīng)用的更加廣泛。

1.4智能制造技術(shù)

智能制造技術(shù)系統(tǒng)主要包括通用技術(shù)，基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)，智能制造平臺(tái)技術(shù)，無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，產(chǎn)品生命周期智能制造技術(shù)和支持技術(shù)。

1.4.1通用技術(shù)

通用技術(shù)主要包括智能制造架構(gòu)技術(shù)，軟件定制網(wǎng)絡(luò)（SDN）系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)，空間 - 地面系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)，業(yè)務(wù)模型，智能制造業(yè)務(wù)的企業(yè)建模與仿真技術(shù)，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)，智能制造安全技術(shù)，智能制造評(píng)估技術(shù)，智能制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。

1.4.2基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)

基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)主要是指基于一定目標(biāo)和策略的方向規(guī)劃。包含存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)，計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，傳輸基礎(chǔ)架構(gòu)和交易基礎(chǔ)架構(gòu)等。這些基礎(chǔ)架構(gòu)都是為智能化制造所需要的高性能、高擴(kuò)展、高并發(fā)提供基礎(chǔ)保障。

1.4.3智能制造平臺(tái)技術(shù)

智能制造平臺(tái)技術(shù)主要包括面向智能制造的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)，智能資源/容量感知和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智能資源/虛擬容量和服務(wù)技術(shù)，智能服務(wù)環(huán)境建設(shè)/管理/運(yùn)營(yíng)/評(píng)估技術(shù)，智能知識(shí)/模型/大數(shù)據(jù)管理，分析與挖掘技術(shù)，智能人機(jī)交互技術(shù)/群體智能設(shè)計(jì)技術(shù)，基于大數(shù)據(jù)和知識(shí)的智能設(shè)計(jì)技術(shù)，智能人機(jī)混合生產(chǎn)技術(shù)，虛擬 - 實(shí)際組合智能實(shí)驗(yàn)技術(shù)，智能化管理技術(shù)，在線(xiàn)遠(yuǎn)程支持服務(wù)的自主決策和智能保障技術(shù)。

1.4.4無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括集成的融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和空間地面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

1.4.5產(chǎn)品生命周期智能制造技術(shù)

產(chǎn)品生命周期智能制造技術(shù)主要包括智能云創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)，智能云產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，智能云生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)，智能云運(yùn)維管理技術(shù)，智能云仿真和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，智能云服務(wù)保障技術(shù)。

1.4.6支持技術(shù)

支持技術(shù)主要包括AI 2.0技術(shù)，信息和通信技術(shù)（如基于大數(shù)據(jù)的技術(shù)，云計(jì)算技術(shù)，建模和仿真技術(shù)），新的制造技術(shù)（如3D打印技術(shù)，電化學(xué)加工）。技術(shù)），以及制造應(yīng)用領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)（航空，航天，造船，汽車(chē)和其他行業(yè)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)）。

2人工智能未來(lái)的發(fā)展方向

2.1擬人化的發(fā)展方向

目前，大多數(shù)人對(duì)于人工智能技術(shù)是包容的，人工智能技術(shù)可能在未來(lái)看來(lái)是一場(chǎng)不亞于工業(yè)革命的生產(chǎn)變革，人工智能在某些領(lǐng)域的發(fā)揮已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類(lèi)的極限水平，使一些領(lǐng)域開(kāi)始出現(xiàn)質(zhì)的變化，使人類(lèi)的生產(chǎn)力解放，可以進(jìn)行更多的生產(chǎn)，但同時(shí)也有一些科學(xué)家建議人類(lèi)警惕人工智能，他們認(rèn)為人工智能的發(fā)展現(xiàn)在也許微不足道，但是一旦人工智能的機(jī)器具有了自己理解外部環(huán)境的能力，可能會(huì)對(duì)人類(lèi)造成毀滅性的打擊。所以，為了發(fā)揮優(yōu)點(diǎn)，并且盡量屏蔽缺點(diǎn)，未來(lái)人工智能可能會(huì)朝著專(zhuān)一功能的機(jī)器發(fā)展。

2.2新技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)人工智能的發(fā)展

雖然不同的人對(duì)人工智能持有不同的態(tài)度，但是不可否認(rèn)的是，人工智能目前的應(yīng)用確實(shí)已經(jīng)對(duì)我們的生活產(chǎn)生了極大的影響。并且，隨著一些更加高端的技術(shù)，例如大數(shù)據(jù)行業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展，人工智能所需要的學(xué)習(xí)成本和數(shù)據(jù)集這些緊缺的資源將不再是限制人工智能發(fā)展的枷鎖。所以，新技術(shù)與人工智能的發(fā)展并不相悖，而是可以相互促進(jìn)，相輔相成。

3結(jié)語(yǔ)

人工智能在日常生活中出現(xiàn)的頻率已經(jīng)越來(lái)越高，與人們的日常活動(dòng)已經(jīng)分離不開(kāi)。同時(shí)，人工智能的應(yīng)用也在不斷地?cái)U(kuò)大領(lǐng)域，與之匹配的智能硬件和軟件也層出不窮。在現(xiàn)在的這個(gè)階段，我們正處于一個(gè)人工智能應(yīng)用的加速期，這也預(yù)示著，我們?nèi)绻梢猿酥@個(gè)機(jī)會(huì)大力發(fā)展人工智能，同時(shí)保證其實(shí)用率，就可以極大地改善人們的生活。同時(shí)人工智能的發(fā)展也未必是一帆風(fēng)順，在發(fā)展的過(guò)程中，也會(huì)有大量的技術(shù)難題要去解決。總之我們應(yīng)該盡最大的努力，讓人工智能這樣的新興科技為我們的生活提供便利。

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