人工智能应用及发展趋势探索

余献平

(北京师范大学艺术与传媒学院,北京 100875)

0 引言

人工智能技术的发展带动了各行各业新兴产业的发展。现代科学技术空前发展,出现了脑科学、超级计算以及大数据等一系列新兴技术,对世界经济、政治、社会等格局都产生重大影响。世界各国逐渐从工业强国转向科技强国,美国颁发了《国家人工智能研究与发展战略规划》等战略性文件,在发展人工智能领域占领了领先位置,并把人工智能技术积极投入到军事活动中,争取在各种新兴产业中占领一席之地[1]。

日本人在人工智能领域处于领先地位,与此同时德国、英国、法国等西方发达国家都极其重视人工智能的发展,现代的国际形势“谁掌握了技术谁就掌握了未来”,我国面临各国发展人工智能的潮流也不能甘于落后,制定了“人工智能强国的战略”。在2020年我国颁布了《机器人产业发展规划(2016-2020年)》以及《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》等一系列发展人工智能的措施,将我国的产业进行新一轮的更新换代。当代人工智能促进了科技进行重大性革新和产业的巨大性变革,与人们的生活息息相关,推动我国产业进行升级和生产力飞跃性的提升。

1 人工智能的应用领域研究

人工智能主要利用现代计算机模拟人类大脑的思维过程以及人类行为的学科,在二十一世纪中属于较为顶尖的学科,人工智能、纳米技术和基因工程在现代社会中并称为三大技术。利用现代较为先进的科学技术研究人类思维活动的规律,构造具有人类思维能力的人工智能系统,从而替代人类的思考、行动,极大的解放人类的劳动,推动社会生产力迈出巨大一步。

1.1 自然语言处理

自然语言处理是人工智能研究的一个重要的领域,使用计算机技术构建人工智能体系,完成机器人和人的沟通交流。自然语言处理是在综合各种语言知识,比如:语言学以及数据处理等各方面学科知识,将这些门类的学科知识融入到计算机系统之中,机器人能够完成与人交流等多种活动,从而替代人类的沟通交流,为人们的生活提供便利[2]。

(1)语音识别技术。语音识别技术是利用现代科学技术,将一些语言指令变为计算机可以识别的指令或者命令,让机器听见人的指令可以做出反应,从而完成语音识别的目的。使机器人具有语音识别的功能也是一个复杂的过程,需要把人类语言的词汇站变为机器人可以接受的指令,在这个过程中分为到声学模型、语言模型和解码三个部分,将人类复杂的语言系统转化为计算机可以理解的一套模式。

（2）机器翻译技术。电子商务需要跨国交易，面临着语言不通的难题，需要人工智能机器具有一定的翻译功能。当代电子商务行业快速发展，对于跨国、跨境的电子商务行业来说，各国的客户都希望用自己的语言进行检索，但是并不是每个国家都能够耗费巨大的人力、物力和财力研发一套适合本国语言体系的搜索引擎。但是，因为语言不通的缘故，读不懂这个商品的信息，就会把这个商品的页面关掉，不会购买这个商品。所以，因为语言不通的缘故，就会流失掉许多客户，对电子商务行业造成重要打击。利用人工智能技术可以很好解决电子商务行业语言体系不通的问题。

1.2 计算机智能感知与识别

计算机智能感知与识别技术也是人工智能应用的重要领域,通过计算机模拟人类的视觉感官系统,使计算机具有识别物体、感知物体移动的能力,从而在现代新兴行业中彻底解放人类,促进产业的新一轮革新。现代的人脸识别技术以及指纹识别技术等,都是依靠人工智能而托生的,也是计算机智能感知与识别技术的成功应用[3]。

(1)针对人脸的识别技术。人脸的识别技术主要是针对人脸而言,通过人工智能系统对人脸进行识别的检验,通过进行扫描人脸的特征,尤其是对瞳孔的识别完成对人们身份的认证。人脸识别技术还可以把人脸的某一些特征进行放大,从而使人脸识别更加精确,避免失误的情况发生,更好的维护人们的人身安全。

(2)针对声音的识别技术。声音的识别技术是针对人们的声音进行身份识别的一项技术,通过人们不同的音色、音质以及音调等每个人声音的不同特征来进行识别。每个人的声音都有独有的特征,通过计算机对用户的声音进行录制,从而完成声音对于身份的识别。现在的手机语音识别、小米智能音箱等就是声音识别技术在现实生活中的应用,极大提高了人们的生活质量。

(3)针对指纹的识别技术。指纹的识别技术也是人工智能在现实生活中的重要应用,主要是利用计算机系统对人类的指纹进行录入,完成对于人们身份识别的目的。世界上没有完全相同的树叶,同理世界上也没有完全相同的指纹,通过指纹识别,可以有效侦破案件,对于犯罪事件予以重大打击。

1.3 智能机器人领域

智能机器人是人工智能领域的重要研究成果,智能机器人拥有自我控制和独立思考的能力,具备感知环境、独立思考和自主运动三大要素,是人类取得重大的科技成果。独立思考和自主运动对于计算机的要求则更高,对于人类的生活帮助也会更大。现代人工智能行业已经深入人们生活的方方面面,在军事、娱乐行业都有重要建树,极大的提高人们的生活水平,带动经济发展[4]。

(1)人工神经网络在机器人定位与导航中的应用。人工智能最具有科技含量的一项技术是模拟人类的思维范式,构造与人们中枢神经相似的反应系统,对周围环境所有收集到的信息进行分类,挑选出对事态发展具有帮助的信息,淘汰掉没有用的垃圾信息,并对事件发展具有一定的反应,帮助人们正常的生活和学习。这样类似人类中枢神经反应系统的人工智能被称为人工神经网络,具有处理复杂信息的能力,对接收到的信息进行挑选,最终选出对人类具有帮助的信息。比如机器人定位与导航,就是对人工神经网络的应用,对复杂的网络信息进行挑选,最终选出有用的信息,帮助人们正确定位。

(2)专家系统在机器人控制中的应用。在人工智能研究和应用的过程中,理论依据和实践操作一样非常重要。首先,必须要根据科学理论基础,构建可行的机器人数学模型,然后在机器人数学模型的基础上,进行现实中的制作和研发。但是,在机器人的研发过程中不可避免会出现很多困难和意外情况,许多变量根本没有办法通过计算获得。针对这种现状专家系统应运而生,提高了计算的准确度和意外变量的出现,给科学技研发机器人的过程带来了极大的便利。专家系统的应用,还可以极大提高机器人对于外界事物反应的灵敏度,使机器人的科技含量更高,更好的处理较为复杂的信息,对人们的生活提供更大的便利。

2 人工智能的发展趋势

2.1 基于深度学习的人工智能的认知能力将取得突破性进展

人工智能革命的核心驱动力来自深度学习,“深度学习”+“大数据”已成为人工智能发展的主要特征。通过科学家对于人工智能的报道,我们可以得知人工智能技术在3至6年内将会成为的主流新兴技术,与此同时人类社会的信息更是空间爆炸,人们每天将会接触到数以亿计的信息,大数据时代彻底来临,机器人也将具有深度学习的能力。而人工智能的核心技术便是芯片、神经元网络以及大数据这三大元素,神经元网络说到底是对于人类大脑处理方式的模拟,是人工智能进行深度学习的基础。在人工智能具有深度学习的基础上,再加上大数据时代的全面来临,人工智能在每一方面的知识储备将会彻底取代人类大脑,专家学者所拥有的知识,机器人所拥有的只会更加全面和深入,人工智能时代将会成为未来的主流时代[5]。

智能革命的核心是深度学习,使机器人具有人类的能力,且机器人没有限制,比人类达到的极限还要深远。就目前科学技术发展的趋势而言,人工智能将会成为未来科技的主流形式,跟人工智能利益相关的行业,将会取得最大的经济收入。人工智能所拥有的智力也终会突破人类所能认识的极限,人工智能行业也将会兴起许多的新兴行业。总而言之,人工智能的发展,将会突破人类的认识能力进行突破性进展,未来社会空前科技化。

2.2 人脑科学的研究进展将助推人工智能向更高层次发展

全世界的人工智能正在迈入感知智能的层次,且人工智能最发达国家的层次,也只是感知智能较为初级的水平只有和计算机模型、虚拟生物神经元运行的数学这两方面的突破。与此同时,欧洲、美国、日本以及我国都十分重视人工智能的研发和资金投入,欧盟在2014年宣布投资11亿欧元科研经费启动“人脑工程”研究,并将人工智能的研究列为重点研究项目。美国也公布了科技含量极高的人脑科学研究计划,未来将会投人几十亿美元来进行脑科学技术研究。我日本和我国在人工智能领域也不甘落后,进行声势浩大的“脑科学研究”,以脑认知的神经原理为基础,加上现代科学技术,治疗重大脑科疾病以及人工智能领域的研发是两个应用的重要方向[6]。

脑科学的研究不仅仅可以治疗和预防重大脑类疾病,还可以促进人工智能领域的发展。比如机器人“阿尔法”战胜世界围棋冠军的例子,机器人“阿尔法”这个机器人本身并不具有人脑的构造,只是一个较为普通的单任务运算程序,属于人工智能的第一个层次,也就是运算智能,但是依然可以战胜围棋世界冠军。这说明真正将人脑构造运用于人工智能中,机器人的认识潜力将不是人类所能够比拟的。

2.3 人工智能技术大规模商业化应用将改变人类生活方式和世界经济生态

未来学家对人工智能做出一类列的预言,人工智能将会彻底改变人类的生活方式,未来社会也将彻底步入人工智能的时代。已经有行业将人工智能机器人用于服务行业,实现用机器人进行点餐,零售巨头沃尔玛也将机器人用于接待客人,未来机器人替代人类工作将会成为主流趋势。情感机器人也出现在人们的生活中,商业的飞速发展为机器人的研发提供了契机,在不久的将来,机器人将会成为人手必备的必需品。

科学技术是一把双刃剑,人工智能技术使人们生活发生翻天覆地变化、提供了极大便利的同时,也带来了一些了的弊端。人工智能使人们的生活效率大大提高,同时也淘汰了一系列体力工作者,出现了大批量的失业者。美国新兴的机器人保安公司Knightscope已经大规模的投入使用,自动识别车牌以及人脸,拥有极高的准确度以及效率,而且也更节约了薪金的支出。保安这个职位将彻底的被人工智能机器人所替代,这在全社会将会成为屡见不鲜的一种现象。今后的3至6年人工智能机器人将会导致的大规模失业,劳动密集型产业将会尤为严重,企业的商业模式也相应的发生翻天覆地的变化,这几乎是不可能避免的。科学技术的每一次突飞猛进的发展,都会彻底改变世界的格局,唯有不断学习、不断进步,才可以才世界科学技术的潮流中,取得一席之地。

3 结语

人工智能技术在当代社会中越来越重要,对今后世界格局都将产生重大的影响,那个国家掌握了最先机的科学技术,那个国家就掌握了发展的制高点和权威的话语权。面对世界各国发展人工智能的潮流,我国更加不能落后,更要抓住机遇、迎难而上,利用人工智能促进科技深化革新,产业进行新一轮的改革,从而带动我国各行各业新兴产业的发展,维护我国经济、政治、社会等方面的稳定。使我国逐渐从工业强国转向科技强国,在人工智能领域占领领先位置。