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人工智能走出科幻

发布时间:2018-08-22 19:17:01 文章来源:未来智库    
    
    “人工智能”(Artificial Intelligence)简称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。
    长久以来,人工智能对于普通人来说是那样的可望而不可及,然而它却吸引了无数研究人员为之奉献才智,从美国的麻省理工学院(MIT)、卡内基-梅隆大学(CMU)到IBM公司,再到日本的本田公司、SONY公司以及国内的清华大学、中科院等科研院所,全世界的实验室都在进行着AI技术的实验。不久前,著名导演斯蒂文・斯皮尔伯格还将这一主题搬上了银幕,科幻片《人工智能》(A.I.)对许多人的头脑又一次产生了震动,引起了一些人士了解并探索人工智能领域的兴趣。
    
    计算机与人工智能
    
    "智能"源于拉丁语LEGERE,字面意思是采集(特别是果实)、收集、汇集,并由此进行选择,形成一个东西。INTELEGERE是从中进行选择,进而理解、领悟和认识。正如帕梅拉・麦考达克在《机器思维》(Machines Who Thinks,1979)中所提出的: 在复杂的机械装置与智能之间存在长期的联系。从几个世纪前出现的神话般的巨钟和机械自动机开始,人们已对机器操作的复杂性与自身的某些智能活动进行直观联系。经过几个世纪之后,新技术已使我们所建立的机器的复杂性大为提高。1936年,24岁的英国数学家图灵(Turing)提出了"自动机"理论,把研究会思维的机器和计算机的工作大大向前推进了一步,他也因此被称为"人工智能之父"。
    人工智能领域的研究是从1956年正式开始的,这一年在达特茅斯大学召开的会议上正式使用了"人工智能"(Artificial Intelligence,AI)这个术语。随后的几十年中,人们从问题求解、逻辑推理与定理证明、自然语言理解、博弈、自动程序设计、专家系统、学习以及机器人学等多个角度展开了研究,已经建立了一些具有不同程度人工智能的计算机系统,例如能够求解微分方程、设计分析集成电路、合成人类自然语言,而进行情报检索,提供语音识别、手写体识别的多模式接口,应用于疾病诊断的专家系统以及控制太空飞行器和水下机器人更加贴近我们的生活。我们熟知的IBM的"深蓝"在棋盘上击败了国际象棋大师卡斯帕罗夫就是比较突出的例子。
    当然,人工智能的发展也并不是一帆风顺的,也曾因计算机计算能力的限制无法模仿人脑的思考以及与实际需求的差距过远而走入低谷,但是随着硬件和软件的发展,计算机的运算能力在以指数级增长,同时网络技术蓬勃兴起,确保计算机已经具备了足够的条件来运行一些要求更高的AI软件,而且现在的AI具备了更多的现实应用的基础。90年代以来,人工智能研究又出现了新的高潮。
    
    研究热点和实际应用
    
    AI研究出现了新的高潮,这一方面是因为在人工智能理论方面有了新的进展,另一方面也是因为计算机硬件突飞猛进的发展。随着计算机速度的不断提高、存储容量的不断扩大、价格的不断降低以及网络技术的不断发展,许多原来无法完成的工作现在已经能够实现。目前人工智能研究的3个热点是: 智能接口、数据挖掘、主体及多主体系统。
    智能接口技术是研究如何使人们能够方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,智能接口技术的研究既有巨大的应用价值,又有基础的理论意义。目前,智能接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音识别、语音合成、图像识别、机器翻译以及自然语言理解等技术已经开始实用化。
    
    未来人工智能发展方向
    
    技术的发展总是超乎人们的想象,要准确地预测人工智能的未来是不可能的。但是,从目前的一些前瞻性研究可以看出未来人工智能可能会向以下几个方面发展: 模糊处理、并行化、神经网络和机器情感。
    目前,人工智能的推理功能已获突破,学习及联想功能正在研究之中,下一步就是模仿人类右脑的模糊处理功能和整个大脑的并行化处理功能。人工神经网络是未来人工智能应用的新领域,未来智能计算机的构成,可能就是作为主机的冯・诺依曼型机与作为智能外围的人工神经网络的结合。研究表明: 情感是智能的一部分,而不是与智能相分离的,因此人工智能领域的下一个突破可能在于赋予计算机情感能力。情感能力对于计算机与人的自然交往至关重要。
    人工智能一直处于计算机技术的前沿,人工智能研究的理论和发现在很大程度上将决定计算机技术的发展方向。将来,人工智能技术的发展将会给人们的生活、工作和教育等带来更大的影响。今天,已经有很多人工智能研究的成果进入人们的日常生活, 让我们一起来看看。
    
    具组装书柜功能的人工智能机器人
    
    在小说或电影中的未来世界,机器人活动自如,差不多可完全取代人类的工作,它们在家中处理所有家务,减轻人类的负担;可是现实世界中的机器人,却一直只维持在处理简单工作的水平。电脑科学家Andrew Ng正联同史丹福大学的一班科学家,计划研发一个能使用锤和镙丝批装配书柜的机器人。
    美国加州史丹福大学电脑科学系的副教授Andrew Ng,与大学内其余30名电脑科学家,正合力发展名为“史丹福人工智能(A.I.)机器人”的计划,希望能研发出功能更广泛、动作更像人类的机器人。他表示:“现在是时候研发一个人工智能的机器人,我们的梦想是未来每个家庭都有一个机器人。”
    他说:“大多数科学家已放弃研发模拟人的机器人,专注创造只能完成简单任务的机器人,例如机器化吸尘器等。我希望能够把这些发展融合,研发一个能完成更多种类工作的机器人,在没有特定编制程序又能成功组装书柜的机器人,是我们的终极目标,而下一步我希望机器人有能力拾收东西。”
    Andrew认为机器人若要具备组装书柜的功能,必须增加其搬动包装材料时的机动性及力量,以及能灵巧地选择正确的螺丝钉和把螺丝旋入合适位置。他相信至少还要花多3年,甚至可能需花上10年,才能够成功研发这个机灵的机器人。
    
    通过蛹内植芯片研发人工智能型间谍飞蛾
    
    英国媒体报道近日称,要不了多久,就会有这么一只飞蛾飞进巴基斯坦北部山区,飞向一个可疑的恐怖分子训练营。这可不是普通飞蛾,而是美国军方正在研发的“生化飞蛾”(或称电子飞蛾,一半飞蛾一半机器的生物体)。研究人员在飞蛾还是茧里的蛹时,就在蛹的体内植入计算机芯片,这表示飞蛾的神经系统可以遥控。
    飞蛾飞入营区不会令人起疑,再通过“可靠的组织和机器接口”,把画面和数据回传给美军,为美军搜集情报。这种和计算机元器件一起长大的昆虫,就是科幻小说里的“生化生物”(半机器生物体),是美国国防部的研发机构“国防先进研究计划局”最具野心的机器人计划之一。

         参与计划的麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室主任布鲁克斯说,机器人是美国军方研究的重点,军方称为“微机电系统”的遥控飞蛾是很快就会上战场的科技之一。布鲁克斯说:“它很快就可以派上用场,这不像研发核弹的科学,需要几十亿美元。这种科技工本不高。”他说:“飞蛾是食物需要极小的生物,可以飞到任何地方。过去几年曾以一些简单的动物做实验,像是老鼠和蟑螂,并用遥控器操作,不过这是头一次把芯片植入蛹内,和蛹一起长成飞蛾。”
    
    飞船上的人工智能
    
    未来飞船的形状未必坚持传统路线,它可能很另类,行如恐龙;它可以独立思考,能够随机应变,而不仅仅受地面控制中心的“摆布”。未来时代的宇宙飞船不该是皮影戏里的木偶,“任人摆布”,它应该充满独立精神,有自己的思维,如同一位思想者,能够对自己的行为彻底负责。科学家正为这样的目标而不断努力。
    在科学家的设计概念中,未来飞船必须具备完全的“将在外,君令有所不受”的气魄,这个时候,他们的思路指向一个目标:打造一个对自己行为彻底负责,善于思考的人工智能飞船。具体就是,这种属于未来时代的宇宙飞船,不会机械地等待来自地面控制台的提示,就可以自动执行工作程序。美国宇航局喷气推进实验室人工智能组组长、电脑科学家斯蒂芬・陈对此表示:“这项技术已开始应用在特殊的任务上面了。”上周,众多科学家在美国地球物理学联合会的会议上就此项研究的最新进展进行了激烈讨论。
    目前,斯蒂芬・陈博士所在的人工智能组开发了一种软件,它被用来控制美国宇航局用于监视自然灾难的地球观测一号卫星(EarthObserving-1,简称E.O.-1)的工作进度。地球观测一号卫星可在现场连续进行拍摄,从中辨别出各种细微的变化,以便成功预测地球火山喷发等自然灾难;同时其他卫星或是地面上的传感器同样可以向地球观测一号卫星传递警告信号。陈博士称:“几乎就在同时,地球观测一号卫星可调整程序来观测灾难目标,而我们也能够很快获得突发事件的图像反馈。”
    地球观测一号卫星在考虑地面所发出指令的同时,还有属于自己的相对自由度,它可将新的观测数据加入工作进度之中,重新部署其他任务,甚至原先计划好的观测任务也可以改动,就是取消先前的任务也不是不可能的。这个决定权由地球观测一号卫星自己来掌握,地面难以完全给出指令,这就是工程师们所企盼的“将在外,君令有所不受”的情形。
    地球观测一号卫星是在2000年发射升空的,地面工作人员为其开发了卫星计划编制软件。该软件于2003年首次试用,它是地球观测一号卫星的“命根子”:它不仅可以加快此卫星的反应速度,而且每年还可减少90亿美元的运行成本。

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