人工智能的過(guò)去現(xiàn)在和未來(lái)

1、人工智能“人工智能”一詞最初是在1956 年Dartmouth學(xué)會(huì)上提出的。從那以后，研究者們發(fā)展了眾多理論和原理，人工智能的概念也隨之?dāng)U展。人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來(lái)，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，可以設(shè)想，未來(lái)人工智能帶來(lái)的科技產(chǎn)品，將會(huì)是人類智

2、慧的“容器”。人工智能是對(duì)人的意識(shí)、思維的信息過(guò)程的模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考、也可能超過(guò)人的智能。人工智能的過(guò)去 人工智能的起源 1956年美國(guó)達(dá)特莫斯大學(xué)（Dartmouth）召開了一次影響深遠(yuǎn)的歷史性會(huì)議，參加這次聚會(huì)的青年學(xué)者的研究專業(yè)包括數(shù)學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、信息論和電腦科學(xué)等，他們分別從不同的角度共同探討人工智能的可能性，正是這次會(huì)議首次提出了“人工智能”（AI）這一術(shù)語(yǔ)，標(biāo)志著人工智能作為一門新興學(xué)科正式誕生。人工智能科學(xué)想要解決的問(wèn)題，是讓電腦也具有人類那種聽、說(shuō)、讀、寫、思考、學(xué)習(xí)、適應(yīng)環(huán)境變化和解決各種實(shí)際問(wèn)題的能力。人工智能的過(guò)去1.算術(shù)運(yùn)算階段 1

3、614年蘇格蘭人John Napier發(fā)表了一篇論文 ，其中提到他發(fā)明了一種可以進(jìn)行四則運(yùn)算和方根運(yùn)算的精巧裝置；1625年William Oughtred發(fā)明計(jì)算尺；1642年，法國(guó)哲學(xué)家兼數(shù)學(xué)家Blaise Pascal發(fā)明了第一臺(tái)真正的機(jī)械計(jì)算器滾輪式加法器，其外觀上有6個(gè)輪子，分別代表著個(gè)、十、百、千、萬(wàn)、十萬(wàn)等，只需要順時(shí)針撥動(dòng)輪子，就可以進(jìn)行加法，而逆時(shí)針則進(jìn)行減法，原理和手表很像，算是計(jì)算機(jī)的開山鼻祖了； 1822年英國(guó)人Charles Babbage設(shè)計(jì)了差分機(jī)和分析機(jī)，其設(shè)計(jì)理論非常超前，類似于百年后的電子計(jì)算機(jī)，特別是利用卡片輸入程序和數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)被后人所采用；1834年Ba

4、bbage 設(shè)想制造一臺(tái)通用分析機(jī)，能夠完成所有的算術(shù)運(yùn)算，該分析機(jī)由四個(gè)基本部件構(gòu)成：存儲(chǔ)庫(kù)、運(yùn)算室、傳送機(jī)構(gòu)和送人取出機(jī)構(gòu)，類似于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的五大裝置：輸入、控制、運(yùn)算、存儲(chǔ)和輸出裝置，因此他被公認(rèn)為計(jì)算機(jī)之父；1848年英國(guó)數(shù)學(xué)家George Boole創(chuàng)立二進(jìn)制代數(shù)學(xué)，提前近一個(gè)世紀(jì)為現(xiàn)代二進(jìn)制計(jì)算機(jī)的發(fā)展鋪平了道路。 算術(shù)運(yùn)算主要是以機(jī)械方式來(lái)實(shí)施的。人工智能的過(guò)去人工智能的過(guò)去2.數(shù)學(xué)運(yùn)算階段在以機(jī)械方式運(yùn)行的計(jì)算器誕生百年之后，隨著電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)以及真空二極管和真空三極管的發(fā)明，計(jì)算機(jī)開始了真正意義上的由機(jī)械向電子時(shí)代的過(guò)渡。電子器件逐漸演變成為計(jì)算機(jī)的主體，而機(jī)械部件則漸漸

5、處于從屬位置。1906年美國(guó)人Lee De Forest發(fā)明電子管，為電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；1924年2月IBM公司成立，從此一個(gè)具有劃時(shí)代意義的公司誕生；1937年英國(guó)劍橋大學(xué)的Alan M.Turing出版了他的論文，并提出了被后人稱之為“圖靈機(jī)”的數(shù)學(xué)模型；1941年Atanasoff 和學(xué)生Berry 完成了能解線性代數(shù)方程的計(jì)算機(jī)，取名叫“ABC ”，用電容作存儲(chǔ)器 ，用穿孔卡片作輔助存儲(chǔ)器，完成一次加法運(yùn)算用時(shí)一秒；1946年美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院制成的大型電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)(ENIAC)，最初也專門用于火炮彈道計(jì)算，后經(jīng)多次改進(jìn)而成為能進(jìn)行各種科學(xué)計(jì)算的通用計(jì)算機(jī)，這就

6、是人們常常提到的世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)；1945年數(shù)學(xué)家馮諾伊曼發(fā)表了電子離散變量自動(dòng)計(jì)算機(jī)(EDVAC) 方案； 此階段的數(shù)學(xué)運(yùn)算主要是以機(jī)電方式或電子管方式來(lái)實(shí)施的。人工智能的過(guò)去人工智能的過(guò)去3.邏輯推理階段 1950年圖林發(fā)表了一篇?jiǎng)潟r(shí)代論文計(jì)算機(jī)與智能，引起了巨大的震動(dòng)，他認(rèn)為，與人腦的活動(dòng)方式極為相似的機(jī)器是可以制造出來(lái)的。 邏輯推理是人類思維的重要方面，包括歸納推理、演繹推理和模糊推理等多種形式。人工智能的核心內(nèi)容就是要模擬這些推理形式，實(shí)現(xiàn)諸如故障診斷、數(shù)學(xué)定理證明、問(wèn)題判斷與求解、博弈等功能，因此邏輯推理是人工智能的核心內(nèi)容之一。當(dāng)機(jī)器有了邏輯推理能力以后，就能夠比普通機(jī)器更

7、加靈活地分析問(wèn)題和處理問(wèn)題，從而適用于更加復(fù)雜多變的應(yīng)用場(chǎng)合。 1956年紐厄爾、赫伯特西蒙 等人發(fā)現(xiàn)人們求解數(shù)學(xué)題通常是用試湊的辦法進(jìn)行的，試湊時(shí)不一定列出了所有的可能性，而是用邏輯推理來(lái)迅速縮小搜索范圍，人類證明數(shù)學(xué)定理也是通過(guò)“分解”（把一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的子問(wèn)題）和“代入”（利用已知常量代入未知的變量）等方法，用已知的定理、公理或解題規(guī)則進(jìn)行試探性推理，直到所有的子問(wèn)題最終都變成已知的定理或公理，從而解決整個(gè)問(wèn)題。人類求證數(shù)學(xué)定理也是一種啟發(fā)式搜索。因此他們利用程序向數(shù)學(xué)定理試圖證明一些數(shù)學(xué)定理并取得了初步的成功。 此階段的邏輯推理主要是以晶體管方式或集成電路方式來(lái)實(shí)施的人工智

8、能的現(xiàn)在1.模式識(shí)別階段 模式識(shí)別是近30年來(lái)得到迅速發(fā)展的人工智能分支學(xué)科。但是，對(duì)于什么是“模式”，或者什么是機(jī)器（也包括人）能夠辨認(rèn)的模式，迄今尚無(wú)確切的定義。電腦模式識(shí)別技術(shù)最初起源于圖象識(shí)別的需要，。嚴(yán)格地說(shuō)，模式識(shí)別又不是簡(jiǎn)單的分類學(xué)，它的目標(biāo)包括對(duì)于識(shí)別對(duì)象的描述、理解與綜合。 在1973年召開的模式識(shí)別第一次國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議基礎(chǔ)上，成立了國(guó)際模式識(shí)別協(xié)會(huì)（IAPP）。一位專家曾經(jīng)指出：“模式識(shí)別是本世紀(jì)雄心最大的學(xué)科，需要電腦科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、生物學(xué)家、心理學(xué)家、哲學(xué)家和社會(huì)學(xué)家的通力合作?！?圖象模式識(shí)別技術(shù)比較成功的運(yùn)用領(lǐng)域是文字識(shí)別。如果把每一個(gè)中文漢字或西文字母都視為一個(gè)小圖

9、形，模板匹配的方法自然可以移植到文字識(shí)別過(guò)程中。目前，印刷體文字識(shí)別軟件早已經(jīng)進(jìn)入商品化階段，被稱為OCR光學(xué)字符識(shí)別軟件。通常可將書籍、報(bào)紙等印刷品上的文字用掃描儀輸入，首先經(jīng)過(guò)特征抽取處理，例如，某字的筆畫有幾筆，收尾端點(diǎn)有幾個(gè)，拐角有多少等等。在電腦里已經(jīng)預(yù)先保存了各種字的圖形和它們的特征，也稱為“模板”，全部模板就構(gòu)成一部“模板字典庫(kù)”。由于要考慮字體、字號(hào)、紙張、油墨等因素影響，每一個(gè)字都有若干套不同的模板。接下來(lái)就是將抽取到的文字特征與模板字典逐一匹配，直到在字典庫(kù)中尋找到最接近的模板為止。運(yùn)用這種方法，對(duì)于印刷體文字，電腦能夠以“一目十行”的速度進(jìn)行閱讀。此外，實(shí)時(shí)跟蹤人手寫字的

10、筆畫順序來(lái)識(shí)別手寫文字的模式識(shí)別技術(shù)，也已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化程度，諸如常見的漢字筆輸入軟件。 人類相互之間交流思想，除“讀寫”之外的重要途徑是“聽說(shuō)”，電腦語(yǔ)音識(shí)別理所當(dāng)然被列為與圖象識(shí)別同等重要的人工智能技術(shù)，它包括用口令控制電腦的動(dòng)作、或者根據(jù)口述聲音錄入文字、設(shè)計(jì)出“會(huì)聽話”的電腦等內(nèi)容。語(yǔ)音識(shí)別的基礎(chǔ)技術(shù)也是模式識(shí)別，通常每個(gè)人說(shuō)話的音色和音調(diào)都有一定的差異，發(fā)聲頻率各不相同，人腦對(duì)語(yǔ)音似乎有一種自適應(yīng)的能力，既能區(qū)分不同性別不同年齡的語(yǔ)音差異，又能調(diào)整為能夠理解的基本音素，從而聽懂各色人等說(shuō)出的話語(yǔ)。采用模板匹配方式的電腦不可能具備這種本領(lǐng)，它通常只能“聽懂”特定某人的聲音，而且是經(jīng)過(guò)了一

11、段時(shí)間“學(xué)習(xí)”的結(jié)果。人工智能的現(xiàn)在情感計(jì)算階段情感計(jì)算階段1.情感計(jì)算階段 人們一直期盼著能擁有并使用更為人性化和智能化的計(jì)算機(jī)，只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)從人操作計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)輔助人，才能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)由認(rèn)知型轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇X型?！扒楦杏?jì)算”研究就是試圖創(chuàng)建一種能感知、識(shí)別和理解人的情感，并能針對(duì)人的情感做出智能、靈敏、友好反應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 情感具有三種生理學(xué)成分：主觀體驗(yàn)，即個(gè)體對(duì)于不同情感狀態(tài)的自我感受；外部表現(xiàn)，即表情，在情感狀態(tài)發(fā)生時(shí)身體各部分的動(dòng)作量化形式，表情包括面部表情（面部肌肉變化所組成的模式）、姿態(tài)表情（身體其他部分的表情動(dòng)作）和語(yǔ)調(diào)表情（言語(yǔ)的聲調(diào)、節(jié)奏、速度等方面的變化）；生理喚

12、醒，即情感產(chǎn)生的生理反應(yīng)強(qiáng)度（如心率、血壓、呼吸、皮膚電活動(dòng)、瞳孔直徑、腦電EEG等），是一種生理組織的激活水平。情感計(jì)算就是對(duì)情感的三種生理學(xué)成分進(jìn)行測(cè)量與計(jì)算。 情感計(jì)算的主要內(nèi)容包括：三維空間中動(dòng)態(tài)情感信息的實(shí)時(shí)獲取與建模，基于多模態(tài)和動(dòng)態(tài)時(shí)序特征的情感識(shí)別與理解及其信息融合的理論與方法，情感的自動(dòng)生成理論及面向多模態(tài)的情感表達(dá)，以及基于生理和行為特征的大規(guī)模動(dòng)態(tài)情感數(shù)據(jù)資源庫(kù)的建立等。 情感計(jì)算的本質(zhì)就是對(duì)人的情感表達(dá)的生理學(xué)成分的測(cè)量與計(jì)算，以及對(duì)人的情感表達(dá)模式的識(shí)別，它不是真正意義上的對(duì)于人的情感內(nèi)部邏輯關(guān)系的計(jì)算，其主要目的在于建立友好的、人性化的人機(jī)界面，幫助使用者獲得高效而

13、又親切的感覺，并有效減輕使用電腦的挫敗感，構(gòu)筑更貼近人們生活的智能空間或虛擬場(chǎng)景。情感理解階段情感理解階段 對(duì)于目前情感計(jì)算的理論基礎(chǔ)，一些專家指出這是一種具有明顯缺陷的智能化理論體系，理論的發(fā)展往往決定著技術(shù)的最終高度，智能化技術(shù)想要只依靠現(xiàn)有的傳統(tǒng)理論達(dá)到比其他技術(shù)更高的地步，顯然是不現(xiàn)實(shí)的，經(jīng)典的思維根本不能處理智能化的問(wèn)題，即使是部分解決，也要付出極其高昂的代價(jià)。到此為止，人工智能已經(jīng)接近了它的技術(shù)頂點(diǎn)，如果不解決深層次的理論問(wèn)題，不發(fā)生人工智能的基礎(chǔ)理論體系上的重大突破，要使計(jì)算機(jī)具有人類式的情感是永遠(yuǎn)不可能的。 深層次的理論問(wèn)題包括：情感的哲學(xué)本質(zhì)是什么？人類擁有情感的客觀目的是什么？人的情感與認(rèn)知、意志之間