對(duì)人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的分析與研究

（焦作大學(xué)信息工程學(xué)院，河南 焦作 454150）

科技是第一生產(chǎn)力。隨著社會(huì)科技的進(jìn)步及其帶來的社會(huì)生活的變化，各國(guó)對(duì)新興科技的發(fā)展日益重視。人工智能即是在一系列高科技，如大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、腦科學(xué)、超級(jí)計(jì)算機(jī)等對(duì)人們生活方式的顛覆的時(shí)代背景下產(chǎn)生的，它的快速發(fā)展，對(duì)國(guó)家的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及國(guó)際地位產(chǎn)生了廣泛地影響。歐美等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、科技先進(jìn)的國(guó)家已將人工智能提高到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，它們或制定了國(guó)家層面的人工智能發(fā)展規(guī)劃，或?qū)⑷斯ぶ悄芗{入工業(yè)升級(jí)的板塊中，或?qū)⒀邪l(fā)人工智能技術(shù)和培養(yǎng)人工智能人才作為國(guó)家重要的發(fā)展任務(wù)。在我國(guó)，政府和相關(guān)行業(yè)通過政府工作報(bào)告、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃等形式，將人工智能提升為強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略?？梢姡斯ぶ悄茉诋?dāng)今炙手可熱。能否抓住新一輪的科技革命，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)變革和科技跨越發(fā)展，人工智能在其中扮演了重要的角色。

一、人工智能技術(shù)的概述

人工智能是一個(gè)廣泛的概念，顧名思義，人工智能是讓各種機(jī)器做出類似于人的智能化的反應(yīng)，使機(jī)器具有“人”的特點(diǎn)，以此來達(dá)到替代人從事某些行業(yè)的工作的目的。

為人工智能技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展打下良好基礎(chǔ)的是近代以來計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。具體而言，人工智能技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)人類的行為規(guī)律進(jìn)行研究并形成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人的邏輯推理、思維過程及決策判斷等的模擬。人工智能技術(shù)依賴的學(xué)科領(lǐng)域眾多，如心理學(xué)、哲學(xué)社會(huì)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、行為學(xué)等。經(jīng)過多年的發(fā)展進(jìn)步，人工智能技術(shù)已成為人類三大頂級(jí)工程之一，它給世界帶來了革命性的變化，與其他科技創(chuàng)新一起推動(dòng)全球走向更高的發(fā)展臺(tái)階。作為一種新興技術(shù)，人工智能的發(fā)展空間巨大，應(yīng)用前景也充滿了各種可能。醫(yī)療、制造業(yè)、電氣化工程等各個(gè)領(lǐng)域均有人工智能技術(shù)的影子。

二、人工智能技術(shù)的發(fā)展概況

（一）人工智能技術(shù)的發(fā)展歷史

人工智能的想法由人工智能的鼻祖——著名數(shù)學(xué)家圖靈于二十世紀(jì)四十年代提出。與此同時(shí)，科學(xué)研究者創(chuàng)造出了“人工網(wǎng)絡(luò)模型”，這是人工智能發(fā)展的基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的，經(jīng)歷了各種波折和起伏，從爆發(fā)到寒潮再到重生，體現(xiàn)了人工智能發(fā)展的曲折。

1.起始時(shí)期。20 世紀(jì)40 年代，圖靈提出人工智能的概念。盡管當(dāng)時(shí)同時(shí)期還出現(xiàn)了語(yǔ)言處理、啟發(fā)式算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等時(shí)髦的技術(shù)。但因?yàn)檫@些技術(shù)都處于啟蒙探索階段，且計(jì)算機(jī)技術(shù)也不成熟，人工智能技術(shù)的發(fā)展十分緩慢。

2.上升時(shí)期。在這一時(shí)期，人工智能開始應(yīng)用于生活中，形成專家系統(tǒng)來解決具體的實(shí)際問題。人們開始注意到它的實(shí)用性，如MTCIN 疾病診斷和治療系統(tǒng)等。1969 年召開的國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)議，標(biāo)志著國(guó)際對(duì)人工智能的認(rèn)可。

3.衰退時(shí)期。這一時(shí)期，由于人工智能的應(yīng)用和技術(shù)的發(fā)展，并沒有達(dá)到人們理想的目標(biāo)，使得國(guó)家對(duì)人工智能的投入大幅度降低，公眾對(duì)人工智能的關(guān)注快速下降。當(dāng)時(shí)技術(shù)的下降，使得人工智能從“云端”迅速被迫降到“泥沼”當(dāng)中，甚至連相關(guān)的研究也陷入停滯階段。

4.突破時(shí)期。這一時(shí)期，人工智能伴隨著網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了突破。當(dāng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)在學(xué)術(shù)界廣受認(rèn)可，科學(xué)家開始研究以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的人工智能算法，與此同時(shí)，各種算法呈現(xiàn)初出茅廬的發(fā)展之勢(shì)。反過來，人工智能算法也使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算取得了進(jìn)展。

5.重生時(shí)期。進(jìn)入到二十一世紀(jì)，由于人工智能算法的極大改進(jìn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能技術(shù)得以重生，并進(jìn)入快速發(fā)展階段。人工智能基于各種理論而綜合使用的算法，開始展開大規(guī)模的實(shí)踐。特別是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，現(xiàn)今，人工智能技術(shù)已運(yùn)用廣泛，如進(jìn)行智能搜索、語(yǔ)言識(shí)別、人際交互等，對(duì)人們的生活產(chǎn)生了巨大的影響。

（二）人工智能核心技術(shù)的分析和應(yīng)用

1.數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)。當(dāng)今炙手可熱的大數(shù)據(jù)技術(shù)常需要進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。但面對(duì)海量的數(shù)據(jù)，特別是需要對(duì)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進(jìn)行分析已掌握其關(guān)系，或者要進(jìn)行更深層次的數(shù)據(jù)挖掘時(shí)，單一的大數(shù)據(jù)技術(shù)常會(huì)顯得力不從心。這時(shí)需要人工智能技術(shù)與之相結(jié)合，通過人工智能的核心技術(shù)——機(jī)器學(xué)習(xí)來處理這些任務(wù)。機(jī)器學(xué)習(xí)是研究讓計(jì)算機(jī)如何模擬人的學(xué)習(xí)行為來實(shí)現(xiàn)人的學(xué)習(xí)活動(dòng)。機(jī)器學(xué)習(xí)是一種際遇人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)。人工智能多神經(jīng)元、分布式計(jì)算和多層次調(diào)整反饋的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，使得它能通過對(duì)巨大的數(shù)據(jù)量進(jìn)行分析，并成型模型，十分適用于海量數(shù)據(jù)的處理。

2.知識(shí)和數(shù)據(jù)智能處理。人工智能技術(shù)對(duì)知識(shí)和數(shù)據(jù)的智能處理，最具有典范的是專家系統(tǒng)。可以將專家系統(tǒng)看作是一個(gè)智能化程度高的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，它集合了某領(lǐng)域類眾多專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，通過特定的程序，調(diào)用這些專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來實(shí)際中的問題。專家系統(tǒng)通常由兩部分組成：一部分是儲(chǔ)存了某個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和專家經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，另一部分是利用數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，模擬人的推理過程，得出相應(yīng)的推理答案的推理系統(tǒng)。人工智能技術(shù)通過這兩個(gè)部分各種復(fù)雜問題的解決。

3.人機(jī)交互。人際交互指的是用戶通過使用人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的操作，它主要是研究用戶與系統(tǒng)之間的交互關(guān)系。人機(jī)交互是當(dāng)前研究較多的一種人工智能技術(shù)，應(yīng)用到了人工智能技術(shù)的機(jī)器人學(xué)和模式識(shí)別技術(shù)。輸入輸出設(shè)備、對(duì)應(yīng)的軟件是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的必要條件之一，因此，要提高人際較好的技術(shù)，同時(shí)也要提高硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

三、人工智能技術(shù)未來發(fā)展的趨勢(shì)

（一）以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)人工智能技術(shù)將實(shí)現(xiàn)突破性的進(jìn)展

深度學(xué)習(xí)是人工智能向前發(fā)展的核心動(dòng)力。深度學(xué)習(xí)與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合，是人工智能技術(shù)發(fā)展的主要特征。近些年，人工智能技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)及芯片的融合，其中實(shí)現(xiàn)模擬人腦的是神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，這也是深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。對(duì)某一領(lǐng)域近些深度學(xué)習(xí)，將使人工智能不斷接近人類真實(shí)的專家顧問水平，并有可能取代專家顧問的位置。有報(bào)告稱，由于大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)相互結(jié)合的經(jīng)驗(yàn)積累，“認(rèn)知專家顧問”將成為未來幾年的新興技術(shù)。深度學(xué)習(xí)是人工智能技術(shù)的核心，隨著深度學(xué)習(xí)帶來的認(rèn)知能力的改變，人工智能技術(shù)將實(shí)現(xiàn)突破性的進(jìn)展，甚至改變我們生活的時(shí)代。大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，推動(dòng)著以深層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的感知智能技術(shù)快速發(fā)展，使得某些垂直戲份領(lǐng)域的人工智能機(jī)器已接近人類的認(rèn)知水平，這將引發(fā)人工智能技術(shù)新一輪的提高認(rèn)知能力的發(fā)展潮流。

（二）人工智能技術(shù)將伴隨著人腦科學(xué)的研究進(jìn)展走向更高層次的發(fā)展

人工智能的發(fā)展從低到高分為三個(gè)層次：運(yùn)算智能層次、感知智能層次和認(rèn)知智能層次。就當(dāng)前人工智能技術(shù)的發(fā)展而言，運(yùn)算智能層次的發(fā)展較為充分，已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。但對(duì)于認(rèn)知能使層次還處于起步階段。至今，人們對(duì)人工智能技術(shù)的認(rèn)知層次研究，僅僅局限于建立了以虛擬生物神經(jīng)元為運(yùn)行基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)模型，但全世界沒有任何一個(gè)國(guó)家突破了認(rèn)知智能層次的關(guān)鍵性技術(shù)研究。但隨著各國(guó)對(duì)人腦科學(xué)研究力度的加大，人工智能技術(shù)將伴隨著人腦科學(xué)的研究進(jìn)展進(jìn)入到一個(gè)更高的發(fā)展階段。人腦科學(xué)研究的主體是腦認(rèn)知的神經(jīng)原理，重點(diǎn)研究腦重大疾病診治的新技術(shù)手段、人工智能的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)醫(yī)治人類大腦方面的疾病，同時(shí)建造模仿腦功能的新機(jī)器。后者即為人工智能的應(yīng)用。所以說，人腦科學(xué)的研究進(jìn)展，將帶動(dòng)人工智能技術(shù)的進(jìn)步。目前，歐盟啟動(dòng)“人腦工程”研究項(xiàng)目，并將其列入為新興技術(shù)發(fā)展的重大項(xiàng)目。美國(guó)同樣投入巨額資金促進(jìn)人腦科學(xué)技術(shù)的研究。中國(guó)也有“腦科學(xué)研究”的戰(zhàn)略部署。人腦科學(xué)研究出現(xiàn)新的、具有重大意義的科研成果，指日可待，而人工智能技術(shù)也將因此而實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。

（三）人工智能技術(shù)將大規(guī)模應(yīng)用于商業(yè)中，改變?nèi)藗兊纳罘绞?/h3>

著名的未來學(xué)家凱文·凱利曾就未來人工智能的發(fā)展做出大膽預(yù)測(cè)。他認(rèn)為人工智能將給世界帶來顛覆性的改變，一切都變得“智能化”。在未來，人工智能技術(shù)的應(yīng)用將無(wú)處不在。就現(xiàn)在而言，人工智能技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于人們生活中的方法面面。如大型的移動(dòng)通信公司已經(jīng)在智能手機(jī)中大量應(yīng)用人工智能技術(shù)，智能手機(jī)的出現(xiàn)，讓人們深切地感受到了人工智能技術(shù)的力量——它改變了人們傳統(tǒng)的交際方式和消費(fèi)方式。在一些零售行業(yè)，沃爾瑪、蘇寧等零售巨頭開始投入智能機(jī)器人來接待顧客，引導(dǎo)顧客下單。甚至在商業(yè)領(lǐng)域，智能機(jī)器人也開始用在了銀行的業(yè)務(wù)服務(wù)中。人工智能技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于商業(yè)中，在很大程度上促進(jìn)了智能機(jī)器人的研發(fā)。未來，機(jī)器人將與人類相伴將成為現(xiàn)實(shí)。

四、結(jié)束語(yǔ)

人工智能技術(shù)作為一項(xiàng)新興的、革命性的技術(shù)改革，逐漸受到各國(guó)的重視。它的發(fā)展，也給人們的生活帶來了巨大的改變和深遠(yuǎn)的影響。要深入把握人工智能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)人工智能關(guān)鍵性技術(shù)的攻堅(jiān)克難工作，實(shí)現(xiàn)重新調(diào)整我國(guó)的產(chǎn)業(yè)布局，促進(jìn)科技與經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展。