人工智能應用及發展趨勢探索

余獻平

(北京師范大學藝術與傳媒學院,北京 100875)

0 引言

人工智能技術的發展帶動了各行各業新興產業的發展。現代科學技術空前發展,出現了腦科學、超級計算以及大數據等一系列新興技術,對世界經濟、政治、社會等格局都產生重大影響。世界各國逐漸從工業強國轉向科技強國,美國頒發了《國家人工智能研究與發展戰略規劃》等戰略性文件,在發展人工智能領域占領了領先位置,并把人工智能技術積極投入到軍事活動中,爭取在各種新興產業中占領一席之地[1]。

日本人在人工智能領域處于領先地位,與此同時德國、英國、法國等西方發達國家都極其重視人工智能的發展,現代的國際形勢“誰掌握了技術誰就掌握了未來”,我國面臨各國發展人工智能的潮流也不能甘于落后,制定了“人工智能強國的戰略”。在2020年我國頒布了《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》以及《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》等一系列發展人工智能的措施,將我國的產業進行新一輪的更新換代。當代人工智能促進了科技進行重大性革新和產業的巨大性變革,與人們的生活息息相關,推動我國產業進行升級和生產力飛躍性的提升。

1 人工智能的應用領域研究

人工智能主要利用現代計算機模擬人類大腦的思維過程以及人類行為的學科,在二十一世紀中屬于較為頂尖的學科,人工智能、納米技術和基因工程在現代社會中并稱為三大技術。利用現代較為先進的科學技術研究人類思維活動的規律,構造具有人類思維能力的人工智能系統,從而替代人類的思考、行動,極大的解放人類的勞動,推動社會生產力邁出巨大一步。

1.1 自然語言處理

自然語言處理是人工智能研究的一個重要的領域,使用計算機技術構建人工智能體系,完成機器人和人的溝通交流。自然語言處理是在綜合各種語言知識,比如:語言學以及數據處理等各方面學科知識,將這些門類的學科知識融入到計算機系統之中,機器人能夠完成與人交流等多種活動,從而替代人類的溝通交流,為人們的生活提供便利[2]。

(1)語音識別技術。語音識別技術是利用現代科學技術,將一些語言指令變為計算機可以識別的指令或者命令,讓機器聽見人的指令可以做出反應,從而完成語音識別的目的。使機器人具有語音識別的功能也是一個復雜的過程,需要把人類語言的詞匯站變為機器人可以接受的指令,在這個過程中分為到聲學模型、語言模型和解碼三個部分,將人類復雜的語言系統轉化為計算機可以理解的一套模式。

（2）機器翻譯技術。電子商務需要跨國交易，面臨著語言不通的難題，需要人工智能機器具有一定的翻譯功能。當代電子商務行業快速發展，對于跨國、跨境的電子商務行業來說，各國的客戶都希望用自己的語言進行檢索，但是并不是每個國家都能夠耗費巨大的人力、物力和財力研發一套適合本國語言體系的搜索引擎。但是，因為語言不通的緣故，讀不懂這個商品的信息，就會把這個商品的頁面關掉，不會購買這個商品。所以，因為語言不通的緣故，就會流失掉許多客戶，對電子商務行業造成重要打擊。利用人工智能技術可以很好解決電子商務行業語言體系不通的問題。

1.2 計算機智能感知與識別

計算機智能感知與識別技術也是人工智能應用的重要領域,通過計算機模擬人類的視覺感官系統,使計算機具有識別物體、感知物體移動的能力,從而在現代新興行業中徹底解放人類,促進產業的新一輪革新。現代的人臉識別技術以及指紋識別技術等,都是依靠人工智能而托生的,也是計算機智能感知與識別技術的成功應用[3]。

(1)針對人臉的識別技術。人臉的識別技術主要是針對人臉而言,通過人工智能系統對人臉進行識別的檢驗,通過進行掃描人臉的特征,尤其是對瞳孔的識別完成對人們身份的認證。人臉識別技術還可以把人臉的某一些特征進行放大,從而使人臉識別更加精確,避免失誤的情況發生,更好的維護人們的人身安全。

(2)針對聲音的識別技術。聲音的識別技術是針對人們的聲音進行身份識別的一項技術,通過人們不同的音色、音質以及音調等每個人聲音的不同特征來進行識別。每個人的聲音都有獨有的特征,通過計算機對用戶的聲音進行錄制,從而完成聲音對于身份的識別。現在的手機語音識別、小米智能音箱等就是聲音識別技術在現實生活中的應用,極大提高了人們的生活質量。

(3)針對指紋的識別技術。指紋的識別技術也是人工智能在現實生活中的重要應用,主要是利用計算機系統對人類的指紋進行錄入,完成對于人們身份識別的目的。世界上沒有完全相同的樹葉,同理世界上也沒有完全相同的指紋,通過指紋識別,可以有效偵破案件,對于犯罪事件予以重大打擊。

1.3 智能機器人領域

智能機器人是人工智能領域的重要研究成果,智能機器人擁有自我控制和獨立思考的能力,具備感知環境、獨立思考和自主運動三大要素,是人類取得重大的科技成果。獨立思考和自主運動對于計算機的要求則更高,對于人類的生活幫助也會更大。現代人工智能行業已經深入人們生活的方方面面,在軍事、娛樂行業都有重要建樹,極大的提高人們的生活水平,帶動經濟發展[4]。

(1)人工神經網絡在機器人定位與導航中的應用。人工智能最具有科技含量的一項技術是模擬人類的思維范式,構造與人們中樞神經相似的反應系統,對周圍環境所有收集到的信息進行分類,挑選出對事態發展具有幫助的信息,淘汰掉沒有用的垃圾信息,并對事件發展具有一定的反應,幫助人們正常的生活和學習。這樣類似人類中樞神經反應系統的人工智能被稱為人工神經網絡,具有處理復雜信息的能力,對接收到的信息進行挑選,最終選出對人類具有幫助的信息。比如機器人定位與導航,就是對人工神經網絡的應用,對復雜的網絡信息進行挑選,最終選出有用的信息,幫助人們正確定位。

(2)專家系統在機器人控制中的應用。在人工智能研究和應用的過程中,理論依據和實踐操作一樣非常重要。首先,必須要根據科學理論基礎,構建可行的機器人數學模型,然后在機器人數學模型的基礎上,進行現實中的制作和研發。但是,在機器人的研發過程中不可避免會出現很多困難和意外情況,許多變量根本沒有辦法通過計算獲得。針對這種現狀專家系統應運而生,提高了計算的準確度和意外變量的出現,給科學技研發機器人的過程帶來了極大的便利。專家系統的應用,還可以極大提高機器人對于外界事物反應的靈敏度,使機器人的科技含量更高,更好的處理較為復雜的信息,對人們的生活提供更大的便利。

2 人工智能的發展趨勢

2.1 基于深度學習的人工智能的認知能力將取得突破性進展

人工智能革命的核心驅動力來自深度學習,“深度學習”+“大數據”已成為人工智能發展的主要特征。通過科學家對于人工智能的報道,我們可以得知人工智能技術在3至6年內將會成為的主流新興技術,與此同時人類社會的信息更是空間爆炸,人們每天將會接觸到數以億計的信息,大數據時代徹底來臨,機器人也將具有深度學習的能力。而人工智能的核心技術便是芯片、神經元網絡以及大數據這三大元素,神經元網絡說到底是對于人類大腦處理方式的模擬,是人工智能進行深度學習的基礎。在人工智能具有深度學習的基礎上,再加上大數據時代的全面來臨,人工智能在每一方面的知識儲備將會徹底取代人類大腦,專家學者所擁有的知識,機器人所擁有的只會更加全面和深入,人工智能時代將會成為未來的主流時代[5]。

智能革命的核心是深度學習,使機器人具有人類的能力,且機器人沒有限制,比人類達到的極限還要深遠。就目前科學技術發展的趨勢而言,人工智能將會成為未來科技的主流形式,跟人工智能利益相關的行業,將會取得最大的經濟收入。人工智能所擁有的智力也終會突破人類所能認識的極限,人工智能行業也將會興起許多的新興行業。總而言之,人工智能的發展,將會突破人類的認識能力進行突破性進展,未來社會空前科技化。

2.2 人腦科學的研究進展將助推人工智能向更高層次發展

全世界的人工智能正在邁入感知智能的層次,且人工智能最發達國家的層次,也只是感知智能較為初級的水平只有和計算機模型、虛擬生物神經元運行的數學這兩方面的突破。與此同時,歐洲、美國、日本以及我國都十分重視人工智能的研發和資金投入,歐盟在2014年宣布投資11億歐元科研經費啟動“人腦工程”研究,并將人工智能的研究列為重點研究項目。美國也公布了科技含量極高的人腦科學研究計劃,未來將會投人幾十億美元來進行腦科學技術研究。我日本和我國在人工智能領域也不甘落后,進行聲勢浩大的“腦科學研究”,以腦認知的神經原理為基礎,加上現代科學技術,治療重大腦科疾病以及人工智能領域的研發是兩個應用的重要方向[6]。

腦科學的研究不僅僅可以治療和預防重大腦類疾病,還可以促進人工智能領域的發展。比如機器人“阿爾法”戰勝世界圍棋冠軍的例子,機器人“阿爾法”這個機器人本身并不具有人腦的構造,只是一個較為普通的單任務運算程序,屬于人工智能的第一個層次,也就是運算智能,但是依然可以戰勝圍棋世界冠軍。這說明真正將人腦構造運用于人工智能中,機器人的認識潛力將不是人類所能夠比擬的。

2.3 人工智能技術大規模商業化應用將改變人類生活方式和世界經濟生態

未來學家對人工智能做出一類列的預言,人工智能將會徹底改變人類的生活方式,未來社會也將徹底步入人工智能的時代。已經有行業將人工智能機器人用于服務行業,實現用機器人進行點餐,零售巨頭沃爾瑪也將機器人用于接待客人,未來機器人替代人類工作將會成為主流趨勢。情感機器人也出現在人們的生活中,商業的飛速發展為機器人的研發提供了契機,在不久的將來,機器人將會成為人手必備的必需品。

科學技術是一把雙刃劍,人工智能技術使人們生活發生翻天覆地變化、提供了極大便利的同時,也帶來了一些了的弊端。人工智能使人們的生活效率大大提高,同時也淘汰了一系列體力工作者,出現了大批量的失業者。美國新興的機器人保安公司Knightscope已經大規模的投入使用,自動識別車牌以及人臉,擁有極高的準確度以及效率,而且也更節約了薪金的支出。保安這個職位將徹底的被人工智能機器人所替代,這在全社會將會成為屢見不鮮的一種現象。今后的3至6年人工智能機器人將會導致的大規模失業,勞動密集型產業將會尤為嚴重,企業的商業模式也相應的發生翻天覆地的變化,這幾乎是不可能避免的。科學技術的每一次突飛猛進的發展,都會徹底改變世界的格局,唯有不斷學習、不斷進步,才可以才世界科學技術的潮流中,取得一席之地。

3 結語

人工智能技術在當代社會中越來越重要,對今后世界格局都將產生重大的影響,那個國家掌握了最先機的科學技術,那個國家就掌握了發展的制高點和權威的話語權。面對世界各國發展人工智能的潮流,我國更加不能落后,更要抓住機遇、迎難而上,利用人工智能促進科技深化革新,產業進行新一輪的改革,從而帶動我國各行各業新興產業的發展,維護我國經濟、政治、社會等方面的穩定。使我國逐漸從工業強國轉向科技強國,在人工智能領域占領領先位置。