摘要：人工智能是在计算机科学、控制论、信息学、神经心理学、哲学、语

言学等多种学科研究的基础上发展起来的一门综合性的边缘学科，在当前被人们称作世界三大尖端技术之一，目前已在知识处理、模式识别、自然语言处理、博弈、 自动定理证明、自动程序设计、专家系统、知识库、智能机器人等多个领域取得举世瞩目的成果，并形成了多元化的发展方向。在元宇宙体系之中，人工智能在信息输入与反馈这个环节之中，发挥着相当关键的作用。

关键字：人工智能；多元化；元宇宙；信息输入与反馈

1 引言

元宇宙这个名称最早出现在20世纪90年代的科幻小说《雪崩》中，而元宇宙的理念实质上是肇始于普特南的“缸中之脑”的思想实验，后续的电影《黑客帝国》以及新近的电影《头号玩家》以科幻的方式体现了类似的观念。按照现在各大科技企业对元宇宙的建设目标的基本叙述，元宇宙被理解为是未来的互联网的终极形态，是一种与现实物理世界并行的虚拟世界，但又部分地与现实世界深度融合。 元宇宙的“元”含有超越的意思，不仅可以超越现实的空间区隔，而且能够构造超越于现实世界的虚拟景观和场景，提供超越现实的独特体验。

人工智能，简称AI，作为计算机学科的一个重要分支，是由 McCarthy 于 1956 年在Dartmouth学会上正式提出。美国斯坦福大学著名的人工智能研究中心尼尔逊教授这样定义人工智能“人工智能是关于知识的学科——怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的学科”，另一名著名的美国大学MIT的Winston教授认为“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能的工作”。除此之外，还有很多关于人工智能的定义，至今尚未统一，但这些说法均反映了人工智能学科的基本思想和基本内容，由此可以将人工智能概括为研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能行为的人工系统。

在元宇宙系统之中，人工智能有着不可替代的作用。首先需要人工智能生产出类似于人的感官所感受到的数字信息，由计算机把这种携带模拟信息的数字信号传输给脑机接口，再由后者把数字信号转换为大脑电信号，最终完成对大脑皮层输入反馈信息。 这个输入环节中，无论是数字信息的产生，还是由数字信号向大脑电信号的转化，都需要人工智能的参与。而如何产生出类似于人的感官感知外界的信息，这对于目前的人工智能而言是困难的问题。因为这意味着人工智能也可以以类人的方式感知和认知外部世界，模拟出类似的输入信息，乃至可以由算法虚拟地创造这种信息。

2 人工智能的发展

20世纪50年代到60年代初是人工智能发展的初级阶段。这一时期的研究主集中在采用启发式思维和运用领域知识， 编写了包括能够和证明平面几何定理和与国际象棋大师下棋的计算机程序。开创了具有真正意义的人工智能研究是 1956年McCarthy决定把Dartmouth会议用人工智能来命名。在图灵（AlanTuring）所著的《计算机器与智能》中，讨论了人类智能机械化的可能性并提出了图灵机的理论模型，为现代计算机的出现奠定了理论基础；与此同时，该文中还提出了著名的图灵准则，现已成为人工智能研究领域中最重要的智能机标准。同一时期，Warren MeCulloeli 和 Walter Pitts 发表了《神经活动内在概念的逻辑演算》，

该文证明了一定类型的、可严格定义的神经网络，原则上是能够计算一定类型的逻辑函数的，开创了当前人工智能研究的两大类别：符号论和联结论。自1963年后，人们开始尝试使用自然语言通讯，这标志着人工智能的又一次飞跃，如何让计算机理解自然语言、自动回答问题、分析图像或图形等便成为AI研究所追求的重要目标，由此AI的研究进入了第二阶段。70年代，在对人类专家的科学推理进行了大量探索后，一批具有专家水平的程序系统相继问世。知识专家系统在全世界得到了迅速发展，它的应用范围延伸到了人类各个领域，并产生了巨大的经济效益。80年代，AI进入以知识为中心的发展的阶段，越来越多的人认识到知识在模拟智能中的重要性，围绕知识表示、推理、机器学习，以及结合问题领域知识的新认知模拟进行了更加深入的探索。

我国关于人工智能技术的研究起步较晚，不过在1978年人工智能技术被纳入国家计划研究（“智能模拟”）后，我国对人工智能技术的研究就逐渐重视起来：我国于1984年召开了计算机及其系统的全国学术讨论会；1986年，我国把智能机器人、智能信息处理（含模式识别）及智能计算机系统等重大项目列入国家高技术研究计划；1993年，我国把智能控制和智能自动化等项目列入国家科技攀登计划；1989年，我国首次召开了中国人工智能控制联合会议等。随着国家对人工智能技术在政策上的不断支持，我国在人工智能技术领域的研究水平和国际之间的差距逐渐缩小，我国在人工智能技术领域取得了很多具有国际领先水平的创造性成果。比如吴文俊院士关于几何定理证明的“吴氏方法”，该项成果在国际上产生了重大影响，并获得年国家科学技术最高奖。现在，我国已有数以万计的科研人员和大学师生正在从事人工智能技术相关方面的研究，人工智能技术为我国现代化建设正作出着重大贡献。

3 人工智能的分类

一般来说，可以将人工智能技术分为弱人工智能技术和强人工智能技术。其中，弱人工智能技术一般赋予机器的是某种既定的、事先设定好了的程序指令，它只能对特定的外界刺激做出相应的反应，而不能自己去改变。弱人工智能技术“根本没有意向状态，它只是受电路和程序支配简单地来回运动而已”，故其所表现出的智能及行为通常能够被人类控制，对人类并不会造成威胁。弱人工智能技术不能使机器像人类那样通过自我学习来提高自己的智能，且缺乏自我意识更没有主动性而言。

强人工智能技术则不同，强人工智能技术能够对外界环境的变化与刺激产生自我意识，且能够对这些变化和刺激进行分析、推理及判断。强人工智能技术通常分为两种：一种是类人的人工智能技术，即这类机器有着与人类相似的推理能力和思维方式；另一种是非类人的人工智能技术，即这类机器具有自己的推理能力和思维方式，并有知觉和自我意识。强人工智能技术具有极大的智能可以从其行为方式上得到体现：要么会按照人预先设定的指令具体去做什么，要么就根据具体环境的需要去做什么，它通常能够主动完成任务，而且其表现出的行为可以不按照人类事先设计好的程序来执行。

4 人工智能的应用

人工智能技术是一门综合性很强的学科，加上心理学、生理学、数学、哲学等学科的发展与贡献，其研究和应用领域也变得越加广泛，并且随着时间的推移，各种新思想、新理论、新技术层出不穷。人工智能技术发展到目前，其主要应用领域有专家系统、人工生命、模式识别、定理证明、机器人学、机器学习、自动程序设计、自然语言处理、问题求解、人工神经网络、智能决策系统等。

4.1 专家系统

专家系统是一种通过模拟人类某些领域的专家从而解决相应领域问题的计算机程序系统。专家系统通过模拟人类专家的知识和解决问题的方法及经验来进行相应的推理和判断。专家系统里面因含有丰富的专家知识与经验，故人类可以通过专家系统来模拟人类专家的决策过程来解决某些复杂的问题。例如，现在己有很多翻译、律师、医生、顾问、工程师等开始使用专家系统来辅助人类专家进行工作服务。从目前应用的情况来看，专家系统的作用可以分为预测、设计、监督、检查、建议、计划、控制、教育等，专家系统的应用前景十分可观。

4.2 模式识别

模式识别是通过使用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读从而使计算机能有效地感知诸如声音、文字、图像、温度、震动等人类赖以发展自身、改造环境所运用的信息资料，这是现今开发智能机器的一个最关键的突破口，也为人类认识自身的智能提供了线索。计算机识别速度快、准确性和效率高的显著特点使模式识别的发展速度越来越快，应用领域的空间也逐渐增加。目前模式识别已经用在公安刑事侦破的指纹鉴定系统和七国语言（英、日、意、韩、法、德、中）口语自动翻译系统等。

4.3 自动程序设计及自然语言理解

自动程序设计是要达到使计算机自身能够根据各种不同要求及目标来自动编写计算机程序的目的，并做到既可用高级语言编程，又可用英语描述算法。现在计算机已经可以自动编写一些简单的程序。在自然语言理解方面，目前已经开发出能够从内部数据库回答用英文提出问题的程序，而且这些程序在阅读文本材料后，还可以将该文本材料从一种语言翻译成另一种语言。除了这些，自然语言理解还可以执行用英语发出的指令及获取某些知识等。

4.4 人工神经网络

人工神经网络就是通过对大脑生理结构原理研究，用模拟生物神经元的某些基本功能元件，按照多种不同的方式组合连接而成的一个网络气目前人类已经实现了通过人工神经网络来帮助人类扩展对外部世界的认识及智能控制功能。的自组织、自适应以及自我学习能力的特点，使得不仅广泛被应用于结构工程研究领域、光谱分析、磁共振分析、信号识别和光学信号处理等方面，而且在临床医学、教学中也扮演着重要角色。

4.5 机器人学

机器人学研究的问题比较广泛，从机器人手臂的最佳移动方案到实现机器人目标的动作序列的规划方法都有所涉及。不过现在用于工业中的机器人大多只是按照预先设计好的程序重复进行某项工作的一种简单装置而已，可以说这类机器人就是“机器人中的植物人“。当然，机器人和机器人学的研究促进着人工智能技术的发展，智能机器人的研究和应用已经体现出越来越广泛的学科交叉性。如今，机器人已在各种工业、农业、商业、旅游业、空中和海洋以及国防等领域获得越来越普遍的应用气目前智能机器人的研究比较热门，很多国家已投入大量资金正进行相关方面的研究，但也因此产生了很多舆论压力，给人类带来了各种伦理问题。比较热门，很多国家已投入大量资金正进行相关方面的研究，但也因此产生了很多舆论压力，给人类带来了各种伦理问题。

5 结语

人工智能的诞生与发展是世界上最伟大的科学成就之一，也是新世纪引领未来发展的主导学科之一。人工智能相关领域的研究成果已被广泛地应用于国民生活、工业生产、国防建设等各个领域。在信息网络和知识经济时代，人工智能技术正受到越来越广泛的重视，必将为推动科技进步和产业的发展发挥更大的作用。

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