人工智能經(jīng)典論文(2)
人工智能經(jīng)典論文
人工智能經(jīng)典論文篇二
人工智能的現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢展望
摘要：介紹了人工智能的概念及其目前發(fā)展概況,對人工智能的幾種類型及應(yīng)用，如：模式識別、專家系統(tǒng)作了簡要的介紹。并對人工智能今后的發(fā)展前景進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：人工智能
1引言
人工智能(ArtificialIntelligence) ,英文縮寫為AI，也稱機(jī)器智能。“人工智能”一詞最初是在1956年Dartmouth學(xué)會上提出的。它是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科。從計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的角度出發(fā)，人工智能是研究如何制造智能機(jī)器或智能系統(tǒng)，來模擬人類智能活動的能力，以延伸人們智能的科學(xué)。
2目前人工智能技術(shù)的研究和發(fā)展?fàn)顩r
目前，人工智能技術(shù)在美國、歐洲和日本依然飛速發(fā)展。在AI技術(shù)領(lǐng)域十分活躍的IBM公司，已經(jīng)為加州勞倫斯·利佛摩爾國家實(shí)驗(yàn)室制造了ASCIWhite 電腦，號稱具有人腦的千分之一的智力能力，而正在開發(fā)的更為強(qiáng)大的新超級電腦—— “藍(lán)色牛仔”(Blue Jean)，據(jù)其研究主任保羅·霍恩稱， “藍(lán)色牛仔”的智力水平將大致與人腦相當(dāng)。
3技術(shù)應(yīng)用
隨著AI的技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代幾乎各種技術(shù)的發(fā)展都涉及到了人工智能技術(shù)，可以說人工智能已經(jīng)廣泛應(yīng)用到許多領(lǐng)域，其典型的應(yīng)用包括：
3.1符號計(jì)算
計(jì)算機(jī)最主要的用途之一就是科學(xué)計(jì)算,科學(xué)計(jì)算可分為兩類:一類是純數(shù)值的計(jì)算,例如求函數(shù)的值; 另一類是符號計(jì)算,又稱代數(shù)運(yùn)算,這是一種智能化的計(jì)算, 處理的是符號。符號可以代表整數(shù)、有理數(shù)、實(shí)數(shù)和復(fù)數(shù),也可以代表多項(xiàng)式,函數(shù),集合等。隨著計(jì)算機(jī)的普及和人工智能的發(fā)展,相繼出現(xiàn)了多種功能齊全的計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)軟件, 其中Mathematic和Maple 是它們的代表，由于它們都是用C 語言寫成的, 所以可以在絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)上使用。
3.2模式識別
模式識別就是通過計(jì)算機(jī)用數(shù)學(xué)技術(shù)方法來研究模式的自動處理和判讀。這里,我們把環(huán)境與客體統(tǒng)稱為“模式”。網(wǎng)。用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模式(文字、聲音、人物、物體等)的自動識別，是開發(fā)智能機(jī)器的一個關(guān)鍵的突破口，也為人類認(rèn)識自身智能提供線索。計(jì)算機(jī)識別的顯著特點(diǎn)是速度快、準(zhǔn)確性和效率高。識別過程與人類的學(xué)習(xí)過程相似。以“語音識別”為例： 語音識別就是讓計(jì)算機(jī)能聽懂人說的話，一個重要的例子就是七國語言(英、日、意、韓、法、德、中)口語自動翻譯系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后，人們出國預(yù)定旅館、購買機(jī)票、在餐館對話和兌換外幣時(shí)，只要利用電話網(wǎng)絡(luò)和國際互聯(lián)網(wǎng)，就可用手機(jī)、電話等與“老外”通話。
3.3機(jī)器翻譯
機(jī)器翻譯是利用計(jì)算機(jī)把一種自然語言轉(zhuǎn)變成另一種自然語言的過程，用以完成這一過程的軟件系統(tǒng)叫做機(jī)器翻譯系統(tǒng)。目前，國內(nèi)的機(jī)器翻譯軟件不下百種，根據(jù)這些軟件的翻譯特點(diǎn)，大致可以分為三大類：詞典翻譯類、漢化翻譯類和專業(yè)翻譯類。詞典類翻譯軟件代表是“金山詞霸”了，堪稱是多快好省的電子詞典，它可以迅速查詢英文單詞或詞組的詞義，并提供單詞的發(fā)音，為用戶了解單詞或詞組含義提供了極大的便利。漢化翻譯軟件的典型代表是“東方快車2000”，它首先提出了“智能漢化”的概念，使翻譯軟件的輔助翻譯作用更加明顯。
3.4機(jī)器學(xué)習(xí)
機(jī)器學(xué)習(xí)是機(jī)器具有智能的重要標(biāo)志，同時(shí)也是機(jī)器獲取知識的根本途徑。有人認(rèn)為，一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如果不具備學(xué)習(xí)功能，就不能稱其為智能系統(tǒng)。機(jī)器學(xué)習(xí)主要研究如何使計(jì)算機(jī)能夠模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)功能。機(jī)器學(xué)習(xí)是一個難度較大的研究領(lǐng)域，它與認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)、邏輯學(xué)等學(xué)科都有著密切的聯(lián)系，并對人工智能的其他分支，如專家系統(tǒng)、自然語言理解、自動推理、智能機(jī)器人、計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)聽覺等方面，也會起到重要的推動作用。
3.5問題求解
人工智能的第一大成就是下棋程序,在下棋程度中應(yīng)用的某些技術(shù),今天的計(jì)算機(jī)程序已能夠達(dá)到下各種方盤棋和國際象棋的錦標(biāo)賽水平。但是,尚未解決包括人類棋手具有的但尚不能明確表達(dá)的能力。如國際象棋大師們洞察棋局的能力。網(wǎng)。另一個問題是涉及問題的原概念,在人工智能中叫問題表示的選擇,人們常能找到某種思考問題的方法,從而使求解變易而解決該問題。到目前為止,人工智能程序已能知道如何考慮它們要解決的問題,即搜索解答空間,尋找較優(yōu)解答。
3.6邏輯推理與定理證明
邏輯推理是人工智能研究中最持久的領(lǐng)域之一,其中特別重要的是要找到一些方法,只把注意力集中在一個大型的數(shù)據(jù)庫中的有關(guān)事實(shí)上,留意可信的證明,并在出現(xiàn)新信息時(shí)適時(shí)修正這些證明。醫(yī)療診斷和信息檢索都可以和定理證明問題一樣加以形式化。因此,在人工智能方法的研究中定理證明是一個極其重要的論題。
3.7自然語言處理
自然語言的處理是人工智能技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際領(lǐng)域的典型范例,經(jīng)過多年艱苦努力,這一領(lǐng)域已獲得了大量令人注目的成果。目前該領(lǐng)域的主要課題是:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何以主題和對話情境為基礎(chǔ),注重大量的常識——世界知識和期望作用,生成和理解自然語言。這是一個極其復(fù)雜的編碼和解碼問題。
3.8分布式人工智能
分布式人工智能在20世紀(jì)70年代后期出現(xiàn)，是人工智能研究的一個重要分支。分布式人工智能系統(tǒng)一般由多個Agent(智能體)組成，每一個Agent又是一個半自治系統(tǒng)，Agent之間以及Agent與環(huán)境之間進(jìn)行并發(fā)活動，并通過交互來完成問題求解。
3.9計(jì)算機(jī)視覺
計(jì)算機(jī)視覺是一門用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)或模擬人類視覺功能的新興學(xué)科。其主要研究目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)具有通過二維圖像認(rèn)知三維環(huán)境信息的能力，這種能力不僅包括對三維環(huán)境中物體形狀、位置、姿態(tài)、運(yùn)動等幾何信息的感知，而且還包括對這些信息的描述、存儲、識別與理解。
目前，計(jì)算機(jī)視覺已在人類社會的許多領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。例如，在圖像、圖形識別方面有指紋識別、染色體識字符識別等;在航天與軍事方面有衛(wèi)星圖像處理、飛行器跟蹤、成像精確制導(dǎo)、景物識別、目標(biāo)檢測等;在醫(yī)學(xué)方面有圖像的臟器重建、醫(yī)學(xué)圖像分析等;在工業(yè)方面有各種監(jiān)測系統(tǒng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)等。
3.10智能信息檢索技術(shù)
信息獲取和精化技術(shù)已成為當(dāng)代計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究中迫切需要研究的課題,將人工智能技術(shù)應(yīng)用于這一領(lǐng)域的研究是人工智能走向廣泛實(shí)際應(yīng)用的契機(jī)與突破口。
3.11專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領(lǐng)域,它是一種具有特定領(lǐng)域內(nèi)大量知識與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)。近年來,在“專家系統(tǒng)”或“知識工程”的研究中已出現(xiàn)了成功和有效應(yīng)用人工智能技術(shù)的趨勢。人類專家由于具有豐富的知識,所以才能達(dá)到優(yōu)異的解決問題的能力。那么計(jì)算機(jī)程序如果能體現(xiàn)和應(yīng)用這些知識,也應(yīng)該能解決人類專家所解決的問題,而且能幫助人類專家發(fā)現(xiàn)推理過程中出現(xiàn)的差錯,現(xiàn)在這一點(diǎn)已被證實(shí)。如在礦物勘測、化學(xué)分析、規(guī)劃和醫(yī)學(xué)診斷方面,專家系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了人類專家的水平。
4 目前人工智能發(fā)展中所面臨的難題
人工智能(A I) 學(xué)科自1956 年誕生至今已走過50 多個年頭, 就研究解釋和模擬人類智能、智能行為及其規(guī)律這一總目標(biāo)來說, 已經(jīng)邁出了可喜的一步, 某些領(lǐng)域已取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。但從整個發(fā)展的過程來看, 人工智能發(fā)展曲折, 而且還面臨不少難題，主要有以下幾個方面：
4.1 計(jì)算機(jī)博弈的困難
博弈是自然界的一種普遍現(xiàn)象。它表現(xiàn)在對自然界事物的對策或智力競爭上。博弈不僅存在于下棋之中, 而且存在于政治、經(jīng)濟(jì); 軍事和生物的斗智和競爭之中。盡管西洋跳棋和國際象棋的計(jì)算機(jī)程序已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平, 然而計(jì)算機(jī)博弈依然面臨著巨大的困難。這主要表現(xiàn)在以下兩個方面的問題。其一是組合爆炸問題, 狀態(tài)空間法是人工智能中基本形式化方法。若用博弈樹來表示狀態(tài)空間, 對于幾種常見的棋類, 其狀態(tài)空間都大得驚人, 例如, 西洋跳棋為10 的40 次方,國際象棋為10 的120 次方, 圍棋則是10 的700 次方。如此巨大的狀態(tài)空間, 現(xiàn)有計(jì)算機(jī)是很難忍受的。其二是現(xiàn)在的博弈程序往往是針對二人對弈, 棋局公開,有確定走步的一類棋類進(jìn)行研制的。而對于多人對弈, 隨機(jī)性的博弈這類問題, 至少目前計(jì)算機(jī)還是難以模擬實(shí)現(xiàn)的。
4.2 機(jī)器翻譯所面臨的問題
在計(jì)算機(jī)誕生的初期, 有人提出了用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動翻譯的設(shè)想。目前機(jī)器翻譯所面臨的問題仍然是1964 年語言學(xué)家黑列爾所說的構(gòu)成句子的單詞和歧義性問題。歧義性問題一直是自然語言理解(NLU ) 中的一大難關(guān)。同樣一個句子在不同的場合使用, 其含義的差異是司空見慣的。因此, 要消除歧義性就要對原文的每一個句子及其上下文, 尋找導(dǎo)致歧義的詞和詞組在上下文中的準(zhǔn)確意義。然而, 計(jì)算機(jī)卻往往孤立地將句子作為理解單位。另外, 即使對原文有了一定的理解, 理解的意義如何有效地在計(jì)算機(jī)里表示出來也存在問題。目前的NLU 系統(tǒng)幾乎不能隨著時(shí)間的增長而增強(qiáng)理解力, 系統(tǒng)的理解大都局限于表層上, 沒有深層的推敲, 沒有學(xué)習(xí), 沒有記憶, 更沒有歸納。導(dǎo)致這種結(jié)果的原因是計(jì)算機(jī)本身結(jié)構(gòu)的問題和研究方法的問題?，F(xiàn)在NLU 的研究方法很不成熟, 大多數(shù)研究局限在語言這一單獨(dú)的領(lǐng)域, 而沒有對人們是如何理解語言這個問題作深入有效的探討。
4.3 自動定理證明和GPS 的局限
自動定理證明的代表性工作是1965 年魯賓遜提出的歸結(jié)原理。歸結(jié)原理雖然簡單易行, 但它所采用的方法是演繹,而這種形式上的演繹與人類自然演繹推理方法是截然不同的?；跉w結(jié)原理演繹推理要求把邏輯公式轉(zhuǎn)化為子句集合,從而喪失了其固有的邏輯蘊(yùn)涵語義。前面曾提到過的GPS 是企圖實(shí)現(xiàn)一種不依賴于領(lǐng)域知識, 求解人工智能問題的通用方法。GPS 想擺脫對問題內(nèi)部表達(dá)形式的依賴, 但是問題的內(nèi)部表達(dá)形式的合理性是與領(lǐng)域知識密切相關(guān)的。不管是用一階謂詞邏輯進(jìn)行定理證明的歸結(jié)原理, 還是求解人工智能問題的通用方法GPS, 都可以從中分析出表達(dá)能力的局限性, 而這種局限性使得它們縮小了其自身的應(yīng)用范圍。
4.4 模式識別的困惑
雖然使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模式識別的研究與開發(fā)已取得大量成果,有的已成為產(chǎn)品投入實(shí)際應(yīng)用, 但是它的理論和方法與人的感官識別機(jī)制是全然不同的。人的識別手段形象思維能力, 是任何最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)識別系統(tǒng)望塵莫及的,另一方面, 在現(xiàn)實(shí)世界中, 生活并不是一項(xiàng)結(jié)構(gòu)嚴(yán)密的任務(wù)一般家畜都能輕而易舉地對付, 但機(jī)器不會, 這并不是說它們永遠(yuǎn)不會, 而是說目前不會。”
5人工智能的發(fā)展前景。
5.1人工智能的發(fā)展趨勢
技術(shù)的發(fā)展總是超乎人們的想象，要準(zhǔn)確地預(yù)測人工智能的未來是不可能的。但是，從目前的一些前瞻性研究可以看出未來人工智能可能會向以下幾個方面發(fā)展:模糊處理、并行化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器情感。
5.2 人工智能的發(fā)展?jié)摿薮?/p>
人工智能作為一個整體的研究才剛剛開始, 離我們的目標(biāo)還很遙遠(yuǎn)。但人工智能在某些方面將會有圈套的突破。
(1)自動推理人工智能最經(jīng)典的研究分支, 其基本理論是人工智能其它分支的共同基礎(chǔ)。一直以來自動推理都是人工智能研究的最熱門內(nèi)容之一, 其中知識系統(tǒng)的動態(tài)演化特征及可行性推理的研究是最新的熱點(diǎn), 很有可能取得大的突破。
(2)機(jī)器學(xué)習(xí)的研究取得長足的發(fā)展。許多新的學(xué)習(xí)方法相繼問世并獲得了成功的應(yīng)用,如增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法、reinforcement learning 等。也應(yīng)看到, 現(xiàn)有的方法處理在線學(xué)習(xí)方面尚不夠有效, 尋求一種新的方法,以解決移動機(jī)器人、自主agent、智能信息存取等研究中的在線學(xué)習(xí)問題是研究人員共同關(guān)心的問題, 相信不久會在這引起方面取得突破。
(3)自然語言處理是A I 技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際領(lǐng)域的典型范例, 經(jīng)過A I 研究人員的艱苦努力,這一領(lǐng)域已獲得了大量令人注目的理論與應(yīng)用成果。許多產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入了眾的智能信息檢索技術(shù)在Internet 技術(shù)的影響下,近年來迅猛發(fā)展, 已經(jīng)成為了A I 的一個獨(dú)立研究分支。由于信息獲取與精化技術(shù)已成為當(dāng)代計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究中迫切需要研究的課題,將A I 技術(shù)應(yīng)用于這一領(lǐng)域的研究是人工智能走向應(yīng)用的契機(jī)與突破口。網(wǎng)。從近年的人工智能發(fā)展來看,這方面的研究已取得了可喜的進(jìn)展。
6結(jié)束語
人工智能一直處于計(jì)算機(jī)技術(shù)的前沿，人工智能研究的理論和發(fā)現(xiàn)在很大程度上將決定計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。今天，已經(jīng)有很多人工智能研究的成果進(jìn)入人們的日常生活。將來，人工智能技術(shù)的發(fā)展將會給人們的生活、工作和教育等帶來更大的影響。
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