计算机人工智能技术的应用与发展研究

杨福康

(新疆大学 软件学院，新疆 乌鲁木齐 830091)

0 引言

随着信息技术的不断发展，计算机技术在行业领域中的应用优势不断扩大，其中，人工智能技术作为计算机技术重要的学科分支[1]，对促进社会进步发挥了不可忽视的作用。现阶段，人工智能技术快速发展，成为一项应用领域广泛的计算机技术，并不断深入到大众的娱乐、生活和工作中，使得人们的生活更加方便快捷且具丰富色彩。计算机人工智能技术的出现，对社会产业生产方面具有很大的推动作用，由于该技术在计算速度、精准度、统计分析方面远超人类，在各行业领域生产中可以很好地替代人工操作，降低人工主观判断失误的出错率，如交通领域、航天领域、医疗领域、服务行业领域、企业管理领域等。

1 计算机人工智能技术概述

人工智能技术指的是研究如何使计算机具有人类思维模式的一项科学技术[1]，并且能够模拟人类的某些特殊能力，例如学习、推理、语音、动作等人类特有的行为模式，并在此基础上进行扩展延伸，使其具备人类无法简单完成的动作或某种特殊能力。凭此，在某些需要复杂的人工操作的特殊工作中，就可以使用人工智能代替人类来完成困难工作，实现智能化。并且由于人工智能在计算能力、推理能力以及工作精度方面的优势，使得人工智能的工作能力和工作效率远比人类高，同时避免了由于人类主观方面的失误造成的严重后果。

人工智能技术作为计算机技术的重要学科分支，涉及多个学科知识，如心理学、数学、计算机科学等[2]。人工智能技术相较于其他技术，在理论以及实践中具有综合性的优势，其内容主要涉及4个方面。

(1)智能感知方面。可以利用人工智能技术使机器能够具备感知周围事物的能力，并收集获取周围事物的感知信息。

(2)智能学习方面。学习能力是人类区别普通机器最主要的特征之一，人工智能可以将获取的大量数据进行分析总结，并通过相应算法，利用数学方法，建立特定的数学模型，对数据进行模拟训练，将训练结果存储到系统中。

(3)智能推理方面。具有代表性的就是专家系统，专家系统通过学习积累知识和经验，利用推理机结合已有知识规则进行智能推理，并得出相应结论。

(4)智能运动方面。人工智能的智能运动主要体现在机器人学，需要结合运动学、动力学等方面的知识。近年来，机器人学发展迅速，但还未突破关键技术，运动方面还未达到较高阶段。

2 计算机人工智能技术的分类

计算机人工智能技术的一个重要特点就是模拟人类的思维模式，并能够在此基础上进行扩展延伸，使其具备学习能力。人工智能技术主要可分为3类。

2.1 认知AI

认知AI在计算机人工智能技术中属于基础的技术手段，主要使人工智能具备认知运算[3]。认知计算具备模拟人脑的认知、学习的能力，可以使计算机系统与人类进行简单的沟通交流，解决人类不容易解决的问题。另外，随着大数据以及数据挖掘等技术的不断研究[3]，人工智能技术可通过认知计算进行自我学习，使其处理方式能够类似人类的思考过程，有利于进一步延伸人工智能的应用范围。

2.2 机器学习AI

目前，使用机器学习AI具有代表性的就是汽车无人驾驶系统，可以使汽车脱离驾驶员行驶。该系统可对实时路况信息进行分析，并做出相应操作，能模拟人类驾驶员对汽车进行适当操作以达到更加安全的行驶条件。机器学习需要借助计算机网络技术以及特定算法使机器能够进行自主学习，输入大量数据对特定模型进行模拟训练，达到模拟人类思维模式的效果，是人工智能技术中极其重要的一项技术。

2.3 深度学习AI

相较于机器学习，深度学习技术更加尖端，结合了无监督算法，并构建了模拟人脑复杂结构的人工神经网络。在学习能力上，深度学习具备学习更加复杂概念的能力。数据量上，深度学习拥有更加庞大的数据量，能够对图像、语音、文字等信息进行识别提取，并像人类一样拥有分析学习能力。深度学习AI不仅具有强大的分析学习能力，而且在自主意识实现方面较为先进，可以在日常生活中与人类进行正常对话交流，甚至能够进入家庭生活中，帮助人们处理家中的事务，解决遇到的难题。

3 计算机人工智能技术的发展历程

自20世纪中期至今，计算机人工智能技术持续发展，从概念提出到广泛应用到各行业领域甚至家庭生活，大致上可将其发展历程划分为3个阶段。

3.1 初始阶段

随着电子计算机技术的出现及发展，20世纪中叶，“人工智能”一词被提出。随后，很多学者及研究人员对人工智能的概念及原理进行拓展延伸，并进行更深入的研究。用于研究人工智能的基本语言LISP的出现[4]，对人工智能技术能够继续发展并应用到各社会领域有着重要作用，以及定理机器证明广泛应用于人工智能系统[4]，对解决发展人工智能技术遇到的难题时发挥了极其重要的作用。然而，由于当时的计算机技术以及与人工智能相关的学科技术并不先进，导致人工智能技术发展速度较为缓慢。

3.2 应用阶段

20世纪70年代，专家系统的出现标志着人工智能技术进入一个新的发展阶段，其应用领域也在进一步扩大延伸。专家系统中存储了人类专家解决问题的能力和经验，能够像人类专家一样对现实问题进行求解，借助复杂算法具备了对问题进行预测推理的能力，在工作方面有着极高的效率。凭借专家系统的优势，人工智能技术在行业领域方面应用广泛，例如可以对股市进行预测分析，帮助企业更好地统筹规划。虽然专家系统在一定程度上促进了人工智能技术的发展，但由于其技术并不完善，在很多方面并不能满足特定需求，进而使得人工智能技术的发展受到一定的阻碍。

3.3 集成阶段

近几十年来，随着计算机科学技术以及与人工智能相关的各类技术不断发展完善，人工智能技术进步迅速，专家系统相较于应用阶段时期更加完善，功能更加齐全，能够对一些人类无法解决的问题进行分析推理。在集成概念中，人工智能技术融入各类技术及行业领域中，小到日常生活中使用的智能手机、家务机器，大到航天控制、空间领域。同时，各类高级编程语言的出现也对人工智能技术的发展起到极大的作用，例如Python、Java等高级编程语言，能够与AI各类常用算法契合使用。

4 计算机人工智能技术的具体应用领域

4.1 交通领域的应用

计算机人工智能技术在交通领域中最为重要的一项技术就是无人驾驶技术。无人驾驶技术的发展，有利于降低因驾驶员错误判断或疲劳驾驶而造成的交通事故率[5]。无人驾驶技术可通过在车辆上安装各类传感器，感知周围车况信息，并将信息处理优化后传输到人工智能系统中。通过各项数据的分析，可以自动设置车辆行驶的速度、路径以及采取各类紧急措施。在安全性方面，传统驾驶过程中，驾驶人员往往经过几个小时的车辆驾驶后，注意力及判断力将会大大降低，若偶遇突发车况，驾驶人员会因反应时间的增加，最终导致无法避免的交通事故。而由于人工智能技术在计算速度、精准度以及分析能力方面的优势，无人驾驶技术无论在判断精准度上还是反应时间上都比人类驾驶车辆更加具有优势，可以有效降低交通事故率。此外，无人驾驶技术可有效减少能源的消耗，无人驾驶技术可以通过高效计算以及结合车辆自身状况规划线路，选择最优路径，能够在行驶过程中计算出最低能耗功率，达到降低能源消耗的目的。

4.2 航天领域的应用

目前世界各国对航天技术的重视度非常高，一个国家在航天领域的成就可以展现国家的综合实力，对提高国际影响力以及加强国家的国防能力具有极其重要的作用。人工智能技术在航天中的应用过程，可以充分发挥其优势，促进航天技术的快速发展。通过计算机人工智能技术，可以远程控制远在大气层外的卫星及其他航天器，利用人工智能系统对航天器的运行轨迹进行实时控制[6]，并在飞行过程中实时监测各类参数，通过系统对数据进行快速、准确的分析，自动判断调整或将信息传递至地面操控台，对其进行精确操控。使用探测器探测火星及月球时，利用计算机人工智能技术的感知及探测能力，可对地表及周围环境进行有效分析，对各国探索未知发挥着极其重要的作用。由此分析，人工智能技术的发展程度对探测航天事业的关键性不言而喻，相信我国未来可以将人工智能技术发展得更加完善，能够更好地应用于航天事业，促进其发展。

4.3 医疗领域的应用

现代医疗事业的快速发展需要各类先进技术的支持。在信息时代各技术的支持下，医疗事业发展迅速，很多过去无法解决的难题，凭借各类先进技术成功克服困难，推动医疗进步。计算机人工智能技术在医疗事业中的广泛应用，可谓是发挥了极其重要的作用。智能辅助诊疗是利用人工智能技术帮助医生对患者的病情进行确诊[7]，由于人工智能在计算速度及精准度的优势，可利用专家系统进行判断或快速查询大量数据准确判断患者病情，同时可以降低由于医生人为分析错误而造成误诊的概率。智能影像识别技术应用在医学中可准确全面地分析患者影像信息[7]，在人工智能技术应用于医疗之前，需人工分析患者影像信息，但由于人类无法拥有人工智能的计算分析速度以及精准度，往往会因各种因素导致对影像信息分析不准确，无法对患者病情准确判断，借助智能影像识别技术的优势，便可突破障碍，精准分析影像信息。在药物研发方面，由于人工智能可借助大数据技术对大量数据进行分析处理，并可对其进行学习存储，研发新型药物时，可根据已学习的大量知识和经验对新药物的作用及影响进行初步判断，有效减少药物的研发时间。

4.4 服务行业领域的应用

现如今，人工智能技术深入到人类的日常生活中，无人超市及无人酒店等服务行业被大力提倡。通过将人工智能技术应用在此类行业中，能提高被服务人员的体验感，人工智能机器人在与客户对话过程中，能够使用更加礼貌、幽默的语言，与客户进行智能无障碍交流，并能满足客户的个性化要求，让客户得到更加优质的服务[8]。随着人们对生活舒适、便利性需求的不断提升，智能家居、智能服务机器人不断进入人们的家庭生活中，通过其可实现对家用电器的远程控制[8]，外出时也可对其进行操控，构建安全且便利的家居环境。总之，未来服务行业领域势必朝着更加智能化的方向发展，能够为人类生活提供更加便利的环境。

4.5 企业管理领域的应用

计算机人工智能技术在企业管理中的应用，主要体现在机械自动化及人工智能管理等方面。在机械自动化方面，相较于企业员工，人工智能在精准度以及效率方面更加有优势。例如在汽车制造业，许多精密零件对技术上的要求较高，一般员工无法胜任，而利用人工智能，凭借其强大的计算能力及对大量数据信息分析处理能力，能够对机器零件进行有效处理[9]，并将人工智能技术与激光扫描、超声波等先进技术结合应用在精密制造中，大大提高其精准度及零件质量。同时，将人工智能应用在机械化中，其在工作速度及批量化生产中具有显著的优势，对企业提高生产效率并降低人工成本发挥着极其重要的作用。在人工智能管理方面，通过计算机技术及人工智能技术，能够对企业信息实现智能化管理，并能充分发挥其在网络安全管理中的优势，防止企业信息泄露，实现企业信息安全自动化管理。

5 计算机人工智能技术的发展前景

在未来，人工智能技术无疑会成为提高人类生活水平的一项关键技术，甚至对推动人类文明进步具有无限潜力。从计算机人工智能技术的发展阶段分析，要想进一步发展人工智能技术，需要融合各类先进技术来推动其发展。在无人驾驶领域，虽然近年来对无人驾驶技术的研究投入较大，但在智能算法、动态交互及感知方面仍存有不足。因此，未来应针对无人驾驶所需的智能芯片加大研究力度，对其智能算法进行优化改进，争取能够在安全性、智能化方面达到较高层面，能真正代替人类驾驶车辆，从而降低交通事故率，对人类社会的进步提供保障。医疗同样是人类社会关注度较高的应用领域，人工智能技术的未来发展中，应着力研究其在医疗领域的应用，例如，发展智能化机器人代替医生为患者做手术，充分发挥其在计算能力及精准度方面的优势，可在手术过程中进行更加精确快速的计算，保证手术成功率。通过人类科学的研究，现代医学已解决部分疾病的问题，但仍有大量人类疾病问题无法真正攻克，若能在人工智能技术中突破关键，提高人工智能在科学研究中的能力，相信能够对医学的发展发挥极其重要的作用。总之，计算机人工智能技术的未来发展，应致力于人类社会关注度较高的方面，充分发挥其优势，为人类社会做出贡献。

6 结语

计算机人工智能技术作为计算机科学的重要分支，充分结合各类先进技术，在各领域的应用中能够发挥其应用优势，为人们的生活、工作提供便利和保障，为人类社会文明的进步做出重要贡献。同时，计算机人工智能技术作为21世纪重点发展技术之一，技术上仍存在较大的发展空间，在未来人工智能技术发展中需要投入更大的研究力度，以期能够为人类社会做出更大的贡献。