人工智能的發展與應用綜述

摘 要：近些年來，隨著電子技術和理論的不斷突破，人工智能也迅速地發展起來成為當前的熱點之一。人工智能是通過模擬人類的思維過程和智能行為來代替或幫助人們完成各種工作的一項新興技術。人工智能也是計算機科學分支下的一門學科，是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人類智能的方法、理論、技術及應用系統的技術科學。本文首先概述了人工智能的發展歷史，然后從計算機視覺、自然語言處理、語音識別這三個技術層面展開了分析與說明，同時對人工智能常見的四個應用領域進行了總結說明。

關鍵詞：人工智能;發展;應用

自從2006年，AlphaGo成功的戰勝了世界圍棋高手李世石開始，人工智能這個詞語就深深的映入人們眼簾，成為當年熱度最高的科技話題。目前隨著人工智能技術飛快的發展，我們已經可以在日常生活中看多許許多多關于人工智能的產品，比如掃地機器人、智能音箱、人臉識別支付系統、無人超市等，為我們帶來更加便利的生活方式[1]。

毫無疑問，人工智能是現在許多行業研究的一個熱點，因為它給他們帶來的經濟效益是非常巨大的。在2017年7月20日，國務院就正式發布了新一代人工智能的戰略計劃，要求在2020年我們的人工智能技術達到與世界同步的水平，在2030年要讓我們國家成為全球人工智能中心。與此同時，谷歌、臉書、騰訊、百度、阿里巴巴等全球的各大IT行業巨頭也都將人工智能作為下一個技術革命的突破點，對人工智能投入了大量的人力、財力、物力[2]。

可想而知，在未來，人工智能將會給我們的生活帶來翻天覆地的變化。

1 人工智能的發展歷史

“人工智能”這個詞匯最早出現于1956年達特茅斯學會上，它是科學家們用來討論機器模擬人類智能時提出的，距今已經有60多年的歷史。而人工智能的發展則大致可以分為以下幾個階段。

1.1 萌芽階段

1936年，英國數學家圖靈就曾在他的論文“理想計算機”提出圖靈模型以及1950年在他的論文“計算機可以思考嗎”提出機器可以思考的論述（圖靈實驗）。從那以后，人工智能的思想開始萌芽，為人工智能的誕生奠定了基礎。

1.2 誕生起步階段

1956年，美國達特茅斯大學舉辦了一場“侃談會”，人工智能這個詞語第一次被搬上臺面，從而創立了人工智能這一研究方向和學科。人工智能也因此正式宣布誕生，并開始了它的起步階段。此時人工智能的主要研究方向有博弈、翻譯。定理的證明等。同年，美國的兩個心理學家紐俄爾和西蒙也成功的在定理證明上取得突破，于是開啟了通過計算機程序模擬人類思維的道路。

1.3 低谷蕭條階段

在1967年至70年代初期，科學家們想對人工智能進入更深層次的探索時，發現人工智能的研究遇到許多當代技術與理論無法解決的問題。因為當時計算機的處理速度和內存容量都已經不足以實現更智能化的發展，也沒有人知道人工智能究竟能夠智能化到何種程度。因此各界科研委員會開始停止對人工智能研究的資助，人工智能技術的發展也就此跌入低谷。

1.4 黃金階段

到了1980年至1987年，隨著理論研究和計算機軟、硬件的迅速的發展，美國、英國對人工智能開始重新研究并投入了大量資金。在1984年啟動了Cyc項目，目的就是讓人工智能可以應用到類似人類大腦思考以及推理的工作中。隨后許多研究人工智能的技術人員們開發了各種AI實用系統嘗試商業化并投入到市場，人工智能又激起了一股浪潮。

1.5 平穩發展階段

直至現代，人工智能的發展已經逐漸開始處于平穩階段。但這并不表示人工智能研究的停下了腳步，而是在等待一個新的技術突破。在未來的發展中，人工智能技術將會越來越完善，它會帶領人類開創一個新的時代。

2 人工智能的技術層面

由于人工智能的體系非常龐大，它所涉及到的學科也是非常多的。其中包括數學、認知學、行為學、心理學、生理學、語言學等等。人工智能的技術層面的基礎主要則分為計算機視覺、自然語言處理、語音識別三個部分。因為要讓機器理解人類的行為，首先要讓它能看得懂，聽得懂。這樣才能讓人工智能精準的執行我們的指令。

2.1 計算機視覺

通俗的來說，計算機視覺就是教機器如何“看”的一門技術，其作用在于從圖像或視頻中提取符號與數值信息，分析計算該信息的同時進行目標的識別、檢測和跟蹤等。計算機視覺處理的圖像一般分為靜態圖像和動態圖像。識別靜態圖像時較為容易，只需對采集到的圖像上傳到計算機的數據庫進行模糊對比即可;而識別動態圖像時則比較麻煩，需要對拍攝場景中的所有信息進行整理和分類，然后再通過智能設備進行處理分析。而且智能設備的處理能力尤為關鍵，因為計算機視覺的能力是隨著智能設備的發展而提升的[3]。

近年來，計算機視覺借助人工智能的理念與思路也發展了許多產業項目：手機的人臉識別解鎖和支付功能，識別動植物的APP，電子監控系統，車間生產零件的自動化控制處理等等。

計算機視覺作為一項模擬與擴展人類視覺能力的技術，對人工智能的發展重中之重，所以未來研究計算機視覺技術會遇到更多的困難和挑戰，任重而道遠。

2.2 自然語言處理

自然語言處理是研究人與計算機可以通過自然語言進行有效通信的一項技術（又稱為人機對話）。因為隨著人工智能的發展，計算機要處理問題越來越復雜化，傳統的編程語言明顯已經不太實用了，所以為了有效的解決這個問題，需要讓計算機自己學會人類的自然語言。

通過計算機模擬人們日常語言交際的行為習慣，讓計算機能夠理解和運用社會中人類普遍使用的語言：如漢語、英語、日語、韓語等。當人們與計算機進行對話時，計算機就可以對人們提出的請求快速處理：例如實時翻譯，文獻查找等。自然語言處理是人與計算機直接溝通的橋梁，但卻也是非常復雜的一步。因為自然語言不像機器編程語言一樣嚴謹，偏向于口頭形式，而且在現實生活中不同的人有著不同的說話方式和習慣，甚至還有著地方的口音。計算機在接收時就可能無法明白甚至曲解其含義，執行成錯誤的結果，給人們帶來不必要的麻煩。所以為了實現人類與人工智能在未來可以無障礙的交流，自然語言處理這項技術還需要不斷的更新與完善[4]。

2.3 語音識別

語音識別實際上就是把語音信號轉化為文字或執行命令的一個過程。語音識別的主要方法為模式匹配法，首先是將用戶的詞匯存入到計算機的數據庫中，然后再與數據庫里的每個模板進行相似度匹配，相似度最高的被篩選作為識別結果輸出。最早的語音識別技術源于AT&T貝爾實驗室的Andry系統，當時已經可以實現10個英文字母的識別[5]。目前，在我們可以看到語音識別技術已經應用在各類生活服務終端及通信。比如小米公司的小愛同學、百度公司的小度、蘋果公司的Siri等智能終端語音助手;國內的普通話考試、英語聽說考試系統等。可見語音識別產品的發展之迅猛，技術更新之快。研究語音識別技術也是現在的主流趨勢，我們要大力的推動智能語音識別等人工智能的應用，取代大量、重復、煩躁的人工服務和工作內容，提高我們的工作水平與效率，朝著更先進的時代發展。

3 人工智能的應用領域

人工智能的應用領域非常廣泛，幾乎可以投入到各行各業。從應用方向上來看，現在比較常見的有以下四個。

3.1 醫療健康

醫療涉及到人的健康，是人們非常重視的一塊。我國著名學者周海中教授在1990年就曾預言過：“隨著社會的發展和科技的進步，人工智能技術將在醫療健康領域大顯身手。”

目前，我國也確實正在大力推動智能醫療的產業，2015以來在人工智能方向就陸續出臺了許多相關的政策，2017年國務院更是指明了智能醫療未來的發展方向。現在人工智能在醫療上的應用主要存在于影像診斷技術、電子病歷查閱、智能問診系統這三大方面，國內外也對此研究出了相關的產品：針對帕金森病運動功能智能評估系統、基于人工智能技術的眼病篩選指導系統、兒童自閉癥的人工智能診斷決策支持系統、電子病歷管理系統等等。因為關于智能醫療，不管對患者還是醫生，都能起到非常大的幫助。2018年兩會的發言中，許多科技公司及中國工程院院士代表們都著重的提出了人工智能+醫療，這個舉動表明了國家正加快人工智能在醫療方面的應用[6]。

3.2 無人駕駛汽車

無人駕駛汽車這個話題從2016年開始就經常被人們討論到，因為幾乎每個星期都可以看到與無人駕駛汽車相關的新聞。無人駕駛汽車是智能汽車的一種，又叫做輪式移動機器人。其工作原理主要是通過智能操縱系統和車載傳感器感知當前路況、天氣和周圍車輛情況等來自動調整汽車的速度和方向，實現無人駕駛。無人駕駛技術的出現可以代替手動駕駛、減少交通事故的發生、降低大氣污染等。

目前許多主流的車企和互聯網公司都進軍了無人駕駛汽車領域，如奔馳、特斯拉、豐田、奧迪、谷歌、百度等大型企業。根據國內案例，百度公司研發的無人駕駛汽車在2015年就完成了高速公路、環路、城市道路等混合路況下的自動行駛。2016年10月我國對此發布了無人駕駛技術路線圖，中國汽車工程協會也指出在2026年到2030年要實現每輛車都應用到無人駕駛或輔助駕駛系統。可見無人駕駛技術在汽車行業的發展已勢不可當[7]。

為了讓人們的出行更加的安全便利，相信我國無人駕駛汽車技術的發展也會越來越成熟，實現量產的投入，讓普通大眾都可以體驗到這項技術。

3.3 教育發展

教育是提高人類發展的一個過程，但如何教育卻是現在許多家長和教師們都頭疼的問題。因為隨著互聯網的發展，許多學生對學習都表現出消極的一面，家長們不知所措，教師們也表示趕不上時代。

所以為了減輕教師們的負擔和家長們的焦慮，許多科技公司就研發了一系列基于人工智能的教學系統。如科大訊飛的“暢言智慧校園”、北京貞觀雨科技有限公司的“小猿搜題”、北京詞網科技有限公司的“批改網”、日本東京理科大學的“Saya老師（教育機器人）”等。通過這些人性化的教學工具，可以很好的幫助學生：在線解答、同步輔導、鞏固學習;同時也能減輕教師的負擔：自動批改作業試卷、記錄學生成績、輔導教學;讓家長們放心[8]。智能教學系統的出現改變了當前的教育方式，更大力度的提高了學生的學習興趣。讓學生在學習的同時進行自我反省，探究式的完成問題，大大的提高了教學的效率。

可見實現“智能化”教育是時代發展的必然趨勢，人工智能在教育領域的應用也會越來越普及，為教育事業做出更大貢獻。

3.4 游戲娛樂

不可否認，電子游戲是一個風靡全球的朝陽產業。縱觀游戲的發展歷史就可以發現游戲公司為了滿足不同階段玩家的游戲樂趣，層出不窮的推出了各種不同類型的新游戲：如角色扮演類、體育競技類、冒險類、射擊類、戰略類、益智類等等。而人工智能也一直伴隨著游戲而成長，從最簡單的文字游戲到現在的VR游戲、體感游戲等，都運用了人工智能技術。

隨著電影《頭號玩家》的上映，我們無疑都在感嘆，原來游戲還能這樣玩，通過一個智能頭盔，讓玩家連接到一個逼真的游戲世界。什么時候我們也可以制作一個這樣的游戲呢？當我們的人工智能技術足夠成熟時。因為人工智能的在游戲方面要學習人類的邏輯，模擬人類采用的策略和行為方式，在游戲場景中實現決策行為和環境交互等[9]。這些都是需要人工智能不斷去學習，不斷去練習的。

我相信隨著人工智能技術的發展，游戲的品質也會大幅度提高，為我們的生活帶來更多的樂趣。

4 結語

總的來說，人工智能從誕生至今，已經全方位的改變著人們的生活方式。人工智能的應用滲透了各行各業，為科技革新、經濟發展和民生改善都帶來了新的挑戰和契機。面對這樣的高新技術，我們需要做的就是與時俱進，提高我們全民的科技視野，為迎接下個更好的時代做好準備！

參考文獻：

[1]蘇若祺.人工智能的發展及應用現狀綜述[J].電子世界，2018（03）：84+86.

[2]李啟源.人工智能技術發展及典型應用綜述[J].數字通信世界，2017（12）：159-160.

[3]李穎輝.人工智能在計算機視覺及網絡領域中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（11）：247-248.

[4]李彥峰.人工智能在自然語言處理中的應用[J].襄陽職業技術學院學報，2018，17（04）：71-74+78.

[5]趙若言.語音識別技術在人工臺智能化應用[J].電子技術與軟件工程，2018（17）：141-142.

[6]俞碧瑩.人工智能下的醫學的發展應用[J].中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2019（10）：28-29.

[7]周路菡.人工智能下一站：無人駕駛汽車[J].新經濟導刊，2017（Z1）：89-93.

[8]郝芳.人工智能在智慧教學中的應用研究[J].民營科技，2018（08）：69+71.

[9]胡修遠.計算機游戲中的人工智能探析[J].寧波教育學院學報，2013，15（06）：80-83.

作者簡介：袁云佳（1997-），漢族，廣東河源人，本科，研究方向：電子信息工程。