人工智能技术及其在智能机器人领域的应用

黑龙江省实验中学 朱昱衡

人工智能，顾名思义其研究的内容主要是与人类智慧相似的内容，通过计算机技术模拟人类的思维。而研究智能机器人的主要目的是为了辅助人们完成生活以及工作中的一些繁重的事物，使人们从这些劳动中解脱出来，从而使生活更加便捷化和轻松化。而机器人的研究离不开科学技术的支持，这也使得人工智能在机器人领域的应用成为必然。

1.人工智能的概述以及研究的内容分析

1.1 人工智能的概念

人工智能是由计算机技术通过对人类智慧的模拟，使计算机完成一些需要人类智慧完成的复杂的任务。但是在不同的阶段，人们对人工智能的认识也不同，比如在人工智能发展的初期阶段，人们认为计算机所承担的最繁重的任务为复杂的计算。现代随着科技的发展，人们不再将这些复杂的科学计算视为复杂的工作，而是认为其是计算机完成的最简单的工作内容。现在在人工智能中又加入了心理学、生物学、哲学等方面的内容。当前人工智能研究的内容包括程序设计、知识处理以及推理等方面的内容[1]。

1.2 人工智能研究的内容

人工智能技术的研究内容比较广泛，包括问题求解、专家模式、模式识别、机器视觉、机器学习等。

1.2.1 问题求解

人工智能技术中的问题求解指的是计算机根据人的要求寻求答案以及解答方式的过程，随着人工智能的发展，在问题求解的程序中已经取得了很大的进展，比如博弈程序。其中AlphaGo的学习模式中，包括离线学习和在线对弈。其中离线学习又可以分为三个阶段，分别为通过大量的棋谱训练网络，包括策略、下一步棋的落子概率，以及走棋的策略等；第二个阶段为网络参数的修改策略，提升网络的策略性；第三个阶段为自我对弈，主要用于对对弈输赢概率的判断[2]。在该程序内共有3000多万盘棋局。在线对弈是利用蒙特卡洛搜索树的模式，在其中进行深度神经网络嵌入，进而有效的减少了搜索空间，提升搜索效率。

1.2.2 专家模式

人工智能技术的专家系统中拥有大量的经验和专业知识，通过在人工智能技术中的应用，可以使人工智能计算机达到某个领域专家的水平，进而实现对该领域知识的判断和推理，从而解决一些复杂的问题。专家系统具有三个特点，分别为灵活性、启发性以及透明性。同时专家系统中的原则也具有多样化的特点，包括基于规则、基于模型等。专家系统主要由数据库、解释器、推理机以及接口等部分组成[3]。其中数据库中需要大量的信息和数据才能够建立起来，通过在数据库中搜索相关的信息实现任务。而推理机指的是根据相关的知识进行推理，并获取相应的结论。接口是系统与用户连接的通道。

1.2.3 模式识别

人工智能的研究中，模式识别是其中一种重要的研究内容，主要是利用计算机技术对研究的模式进行识别，通过这种方式使计算机的程序可以模拟人的思维对外界进行感知，创建智能识别系统。通过计算机系统对人类识别和感知能力的模拟，利用数据分析和处理的方式，识别外界的环境特征。模式识别主要是通过声音、文字和图像等数据的识别，实现对外界的感知，同时通过感知传感器对这些数据进行采集、处理，并对环境进行模拟和分类。

1.2.4 机器视觉

人工智能通过对人类视觉功能的模拟，可以对周围的环境进行准确的识别和理解，所以在对机器视觉的研究上存在很大的难度。经过多年的研究后，虽然在机器视觉的研究上取得了一定的进步，但是当前的发展仍然不够完善[4]。机器视觉是人工智能模式中的一种非常重要的分支，其未来的发展方向为对人类视觉功能的模仿，进而实现对自然景物的识别。

1.2.5 机器学习

人工智能的机器学习能力是人类智慧模拟的最高层次，通过机器学习功能的开发，能够使计算机自主的进行获取和探索知识，也是人工智能研究中最高的标准，更是社会发展中的必然途径。计算机学习功能的开发，使得计算机实现真正的智能化。通过机器学习能力的研发有利于对人类学习机理进行研究，促进人脑研究学的发展。

2.现代机器人的发展

机器人是上世纪50年代开始出现的，第一台工业机器人是由美国人德沃尔和英格伯格所研制，其外形与坦克的炮架相似，在基座上存在一个能够转动的机械臂，同时在大的机械臂上又有一个可以伸缩和转动的小的机械臂，可以进行一些简单的操作，替代人工，比如可以进行零件的抓放，通过40多年的发展，机器人无论在数量还是质量上都获得了巨大的发展，实现各门科学的融合[5]。

但是我们日常生活中，接触机器人的概率较低，与机器人的主要接触途径为影视作品，这些机器人一般都为仿人机器人，是通过对人外形和形态的模仿进行设计等。仿人机器人是集材料、电、控制技术以及传感器于一体的机器人形式，是国家科技发展高水平的标志。仿人机器人具有人类相似的外观，同时还能够适应人类的生活和工作环境，可以代替人工的作业，同时还可以实现人类能力的拓展，比如医疗、教育以及服务等多个领域。

在阿尔法智能机器人的围棋对战中，机器人以绝对的优势取得了胜利，这也预示着人工智能的可行性。人工智能的定义中，指的是人工智能可以超越人的感知、触觉和嗅觉等能力，通过对感知信息的加工和分析，实现对机器人行为的控制，并能够识别环境的变化，完成各种复杂和艰难的任务，同时还具有一定的自学、总结和归纳能力，虽然当前人们都加大了对智能机器人的研究力度，但是对智能化机器人的态度还存在一定的疑虑[6]。

人们希望人工智能机器人能够取代人类进行劳动操作，但是同时也会担心因此而引发一系列的社会问题。近年来社会结构发生很