浅谈人工智能技术的实际应用-丁凯博士

2022-11-17

在进入了二十一世纪之后,信息科学技术的发展越来越受到人们的重视,重视程度也超越了以往的任何时候。正是因为这样,人工智能技术的发展在进入新的世纪之后也有了非常快速的进步,那么,这项技术作为一种比较高端的信息科学技术,它主要是通过借助计算机的各种功能来非常形象的模拟我们人类的思维方式和思维结果,从而使人类的各种思维活动可以在计算机的程序当中得以实现。

随着这项技术的不断发展和成熟,它在各个领域当中的应用也越来越广、其影响也越来越大,相对于其他的许多计算技术来说有着更大的发展空间,给人类带来的积极影响也是其他技术所无法比拟的。但是,我们不得不承认的是人工智能技术的发展还没有达到一个非常成熟的阶段,尤其是在国内,还处于起步阶段,不过这也意味着人工智能技术的未来发展潜力巨大,给我们留下的研究空间是无限的。

1人工的智能定义

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。

人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科,其范围已远远超出了计算机科学的范畴,人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系,人工智能是处于思维科学的技术应用层次,是它的一个应用分支。从思维观点看,人工智能不仅限于逻辑思维,要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展,数学常被认为是多种学科的基础科学,数学也进入语言、思维领域,人工智能学科也必须借用数学工具,数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用,数学进入人工智能学科,它们将互相促进而更快地发展。

人工智能是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识,心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学,它由不同的领域组成,如机器学习,计算机视觉等等,总的说来,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。

2人工智能的研究价值

例如繁重的科学和工程计算本来是要人脑来承担的,如今计算机不但能完成这种计算,而且能够比人脑做得更快、更准确,因此当代人已不再把这种计算看作是“需要人类智能才能完成的复杂任务”,可见复杂工作的定义是随着时代的发展和技术的进步而变化的,人工智能这门科学的具体目标也自然随着时代的变化而发展。它一方面不断获得新的进展,另一方面又转向更有意义、更加困难的目标。

通常,“机器学习”的数学基础是“统计学”、“信息论”和“控制论”。还包括其他非数学学科。这类“机器学习”对“经验”的依赖性很强。计算机需要不断从解决一类问题的经验中获取知识,学习策略,在遇到类似的问题时,运用经验知识解决问题并积累新的经验,就像普通人一样。我们可以将这样的学习方式称之为“连续型学习”。但人类除了会从经验中学习之外,还会创造,即“跳跃型学习”。这在某些情形下被称为“灵感”或“顿悟”。一直以来,计算机最难学会的就是“顿悟”。或者再严格一些来说,计算机在学习和“实践”方面难以学会“不依赖于量变的质变”,很难从一种“质”直接到另一种“质”,或者从一个“概念”直接到另一个“概念”。正因为如此,这里的“实践”并非同人类一样的实践。人类的实践过程同时包括经验和创造。这是智能化研究者梦寐以求的东西。

2013年,帝金数据普数中心数据研究员S.C WANG开发了一种新的数据分析方法,该方法导出了研究函数性质的新方法。作者发现,新数据分析方法给计算机学会“创造”提供了一种方法。本质上,这种方法为人的“创造力”的模式化提供了一种相当有效的途径。这种途径是数学赋予的,是普通人无法拥有但计算机可以拥有的“能力”。从此,计算机不仅精于算,还会因精于算而精于创造。计算机学家们应该斩钉截铁地剥夺“精于创造”的计算机过于全面的操作能力,否则计算机真的有一天会“反捕”人类。

当回头审视新方法的推演过程和数学的时候,作者拓展了对思维和数学的认识。数学简洁,清晰,可靠性、模式化强。在数学的发展史上,处处闪耀着数学大师们创造力的光辉。这些创造力以各种数学定理或结论的方式呈现出来,而数学定理最大的特点就是:建立在一些基本的概念和公理上,以模式化的语言方式表达出来的包含丰富信息的逻辑结构。应该说,数学是最单纯、最直白地反映着(至少一类)创造力模式的学科。

3人工智能的发展现状

我们知道,人工智能技术(AI)基本上是必须要依靠计算机才能够发展的,所以它在计算机当中的应用研究就成为了近些年来一个非常热门的话题。

当计算机出现后,人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具,在以后的岁月中,无数科学家为这个目标努力着。如今人工智能已经不再是几个科学家的专利了,全世界几乎所有大学的计算机系都有人在研究这门学科,学习计算机的大学生也必须学习这样一门课程,在大家不懈的努力下,如今计算机似乎已经变得十分聪明了。例如,1997年5月,IBM公司研制的深蓝(DEEPBLUE)计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫(KASPAROV)。大家或许不会注意到,在一些地方计算机帮助人进行其它原来只属于人类的工作,计算机以它的高速和准确为人类发挥着它的作用。人工智能始终是计算机科学的前沿学科,计算机编程语言和其它计算机软件都因为有了人工智能的进展而得以存在。

欧洲信息技术研究计划(ES-PRIT)之前就曾提出要把人工智能技术和软件工程技术紧密的结合起来,从而可以开发出一套比较有效的工具,这个工具同时也可以支持软件系统的具体分析和设计工作。而且近年来越来越多的研究也都表明,人工智能技术和软件工程技术的联合发展是非常有必要的,同时也必将引起软件开发方法和软件程序管理模式的改变,这样就可以形成一个新的开发和管理规范,而人工智能技术也可以使软件的开发更加容易、更便于修改和维护。

从目前的发展情况来看,已经在计算机当中展现的人工智能化的成果主要有这些:

1)可以更好的运用专家决策系统以及人工神经网络系统来对软件工程项目进行设计;

2)把智能化的模块组装到某个大型的软件系统当中,从而使这个软件可以更好的适应快速改变的需求;

3)应用人工智能技术来提高某个计算机程序的用户界面的友好性;把人工智能技术应用到对图形用户的接口以及面向对象的程序设计当中等。

虽然取得了很多的进展,但是计算机当中应用人工智能技术在未来很长的一段发展时间中还是有很多问题需要解决的,比如说,如何基于人工智能系统来建立支持环境和软件开发的人工智能机制;如何更好的实现人工智能技术的实用化等。

4人工智能技术的实际应用

1)人工智能技术在很多大型企业中都已经有应用

在很多的大型企业当中,人工智能技术已经得到了非常广泛的应用,尤其是我们比较熟悉的一些自动报警的系统、自动控制系统、自动监控系统等。这些系统基本上全部都是借助于人工智能技术在计算机中的应用才得以实现的,对企业的发展和管理也起到了很大的作用,给企业的运营带来了很好的效果。

那么,人工智能技术在企业各个岗位上的应用,无疑使得企业在进行各项管理工作当中变得更加信息化,也使产品的生产和监控更加便捷,同时也保障了生产过程中的人员和财产安全,这些方面也都是由于人工智能系统的应用而得到了一定层次上的提升,这也奠定了人工智能技术在企业中不断发展进步的基础。

另外,和与以往落后的企业管理工作相比,人工智能技术在当中的应用就可以使得企业可以基本告别人工巡逻或人员看管的局面,这就节省了大量的人力和物力,从而节约了企业的生产成本,由此可见,人工智能让企业的经营管理迈人一个现代化的新阶段。

2)人工智能技术在家居当中的实际应用

这项技术在家居当中的应用几乎关系到我们每一个人的生活。

智能的家居可以更好的提升现代住房的安全性、舒适性和整洁性。比如说我们可以采用人工智能技术来控制门窗的开合,这样就可以让我们更加方便的调节自己的家居环境,从而为我们的生活和休息提供一个更加清新和舒适的环境;基于人工智能技术的无线传感器装置可以实现通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息的功能,从而保证住房的安全;更值得一提的是,现在很多的智能家居系统还可以很轻松的通过联网等方式来解决用户在异地对家庭智能系统的远程查询和控制问题。由此可以看出,智能家居的发展是一个不可逆转的趋势,人们都是向往舒适、方便的生活,而这项技术的应用在很大程度上可以解决生活中的很多问题,为广大的人民服务。

那么,人工智能技术除了在企业和家居当中的应用之外,它在工业生产、军事、农商生产等各个产业当中都有了广泛的使用。比如说,可以采用人工智能技术来对输电网络进行具体的故障诊断,帮助我们更快、更精确的发现问题和解决问题;在很多电站的锅炉房当中,人工智能技术也得到了很好的应用,可以实时的控制锅炉燃烧的情况等。

5结论

通过对以上几个方面的介绍,尤其是人工智能技术在各个方面的实际应用,我们就不难发现:人工智 能技术虽然说起步比较晚,但是它的发展速度比较快,由于它对我们的生活会产生十分积极的影响,因此 其发展的前景也是一片光明的。那么,作为计算机技术当中的一个较为先进的技术,人工智能技术也肩负着使命,必然会引领新一代技术的革新,并有望成为各个行业当中都争相运用的一项新技术。