国内人工智能发展简介与展望

信息技术与工程学院课程名称人工智能论文题目国内人工智能发展简介与展望专业班级12级网本2班作者廉志超1211122213指导教师何淑贤成绩2015年6月8日国内人工智能发展简介与展望摘要:随着科技在计算机领域的飞速发展，作为20世纪70年代以来的尖端科技人工智能成为各个国家以及科技巨头研究的热门领域，与此同时，在道德范畴内人工智能的讨论也没有停止过。本文主要概述国内人工智能的发展状况及前景展望，思考人工智能目前在引起科学界的争论。关键词：人工智能；国内；发展简介；未来的发展方向。一、人工智能的概念解析“人工智能”(ArtificialIntelligence，英文缩写为AI)一词最初是在1956年美国计算机协会组织的达特茅斯（Dartmouth）会议上提出的，到目前为止，人工智能的发展已经走过了近半个多世纪的历程。虽然对于什么是人工智能，学术界有各种各样的说法和定义，但就其本质而言，“人工智能是研究如何制造出人造的智能机器或智能系统来模拟人类智能活动的能力，以延伸人类智能的科学”。二、人工智能在国内外的发展回顾（一）在国外的发展局面国外对人工智能的研究始于20世纪60年代。1956年，美国计算机协会提出了“人工智能”一词。此后，人工智能的研究沿着三条迥异的路径不断发展成三个不同的学派：其一，以纽维尔、西蒙和威尔森等人为代表的符号主义学派，其代表性成果是纽维尔和西蒙等人研制的“逻辑理论家”的数学定理证明程序LT以及后来出现的各种专家系统；其二，以麦卡洛克、皮兹、罗森布拉特、霍普菲尔德等人为代表的联结主义学派，其代表性成果是MP模型，感知机，Hopfieid网，BP算法等；其三，以维纳、布鲁克斯等人为代表的行为主义学派，其代性成果是布鲁克斯研制的“机器昆虫”。●人工智能发展的重要人物：英国数学家——图灵1936年，年仅24岁的英国数学家图灵在他的一篇“理想计算机”的论文中，就提出了著名的图灵机模型，1945年他进一步论述了电子数字计算机设计思想，1950年他又在《计算机能思维吗？》一文中提出了机器能够思维的论述，可以说这些都是图灵为人工智能所作的杰出贡献。1938年德国青年工程师Zuse研制成了第一台累计数字计算机Z-1，后来又进行了改进。此外，1946年美国科学家莫奇利等人制成了世界上第一台电子数字计算机ENIAC。还有同一时代美国数学家维纳控制论的创立，美国数学家香农信息论的创立，英国生物学家W.R.Ashby所设计的脑等，这一切都为人工智能学科的诞生作了理论和实验工具的巨大贡献。（二）人工智能在国内的发展局面我国是从1978年才开始人工智能课题的研究，主要在定理证明、汉语自然语言理解、机器人及专家系统方面设立课题，并取得一些初步成果。我国也先后成立中国人工智能学会、中国计算机学会人工智能和模式识别专业委员会和中国自动化学会模式识别与机器智能专业委员会等学术团体，开展这方面的学术交流。此外国家还着手兴建了若干个与人工智能研究有关的国家重点实验室，这些都将促进我国人工智能的研究，为这一学科的发展作出贡献。纳入国家计划的“智能模拟”研究始于1978年；1984年召开了智能计算机及其系统的全国学术讨论会；1981年起，相继成立了中国人工智能学会（CAAI）等学术团体；1986年起把智能计算机系统、智能机器人和智能信息处理（含模式识别）等重大项目列入国家高技术研究计划；1993年起，又把智能控制和智能自动化等项目列入国家科技攀登计划。进入21世纪后，有更多的人工智能与智能系统研究获得各种基金计划支持。在关于人工智能理论研究方面，国内学者除沿袭国外三大人工智能学派理论之外，具有代表性的还有：我国人工智能学科的主要奠基人、中国人工智能学会的主要创始人之一涂序彦提出的广义人工智能（GAI），北京邮电大学钟义信教授提出的机制主义理论，北京师范大学教授刘晓力倡导的以“认知是算法不可完全的”理念为基础的研究纲领等。现在，我国已有数以万计的科技人员和大学师生从事不同层次的人工智能研究与学习。人工智能研究已在我国的深入开展，必将为促进其它学科的发展和我国的现代化建设做出新的重大贡献。三、人工智能技术在国内各个方面的应用经过几十年的发展，人工智能的研究领域已经扩展到了自然语言处理、模式识别、图像识别、数据挖掘、机器学习、智能接口技术、智能信息处理等。其中，数据挖掘、模式识别、机器学习和信息处理是构的核心技术，实现信息的采集、分析、处理和反馈等功能。（一）在工业方面的应用2006年，合肥工业大学的研究人员在深入分析热变形工艺参数对Ti21523合金显微组织及成形载荷的影响的基础上,以变形温度、变形程度和变形速率等热变形工艺参数作为设计变量,以显微组织和成形力的最佳综合为目标,建立了该合金热塑性成形工艺参数的多目标优化数学模型。以显微组织参数和成形力的人工神经网络预测模型作为优化算法的知识源,将人工神经网络与修正的遗传算法相结合,对合金的热塑性成形工艺参数成功地进行了优化。中国矿业大学的研究人员利用神经网络(ANN)技术结合模糊逻辑的方法进行井筒周围的裂缝密度分布状况的研究,在裂缝识别过程中以测井资料(中子孔隙度、体积密度、声波时差、深浅侧向电阻率、自然伽马能谱)的综合组合作为ANN网络的输入参数,利用成像测井解释和岩心描述的裂缝密度作为输出参数,应用BP运算法则和作用函数构成训练模型，成功地开发出能够识别单井裂缝,表征研究区内裂缝带的纵向分布特征的人工智能系统。（二）在环境保护方面的应用内蒙古农业大学水资源与水土工程研究所的研究人员根据区域水环境监测与评价的要求,采用基于人工智能计算技术的BP神经网络模型成功对二维区域性土壤水盐环境动态进行监测。浙江大学的研究人员分析了管涌发生的过程和影响管涌发生的因素,提出了一种预测判定管涌发生可能性的机理模型。根据机理模型从影响堤防和土石坝管涌发生的诸多复杂因素中选出既便于测量、建立观测又对管涌发生影响显著的几种因素作为系统输入,把理论机理模型和改进的BP人工神经网络模型相结合,建立预测判定堤防和土石坝中管涌发生的人工智能方法,对管涌发生的可能性因子进行了预测。并通过数据库功能,在应用中不断增加训练样本的规模,使神经网络能够学习到更全面的知识。（三）在交通方面的应用上海交通大学的研究人员采用人工智能的基于感知-计划-动作的agent结构,解决了ITS自动驾驶中遇到的诸多问题。通过自动驾驶知识库的建立及知识的推导,为自动驾驶提供了决策的依据并动态的规划出车辆行驶路径。（四）在儿童玩具方面的应用2014年1月6日至9日，在第40届香港玩具展中智能玩具已经占有一席之地。有别于以往的数码玩具，智能玩具不仅有精密的设计、绚丽的外表，同时，其具备的多种功能应用能够充分地满足儿童的好奇心，智能技术的应用让每个儿童都拥有了一个个性化的玩具。而且不少智能玩具还具有特定的功能，比如治疗型玩具，其主要目的是帮助孩童和老人舒缓压力，或解决其他相关问题。许多传统玩具也通过App与智能装置合二为一，可见，将智能技术应用于儿童玩具之中也是未来发展的趋势之一。四、目前人工智能引起的思考在今年年初，生命未来研究所发出了一封公开信，马斯克、霍金以及著名演员摩根·弗里曼等科学家和名人呼吁人们关注人工智能对社会产生的影响，以及如何规避人工智能越来越智所带来的潜在风险。著名的史蒂芬·霍金教授可能是对人工智能最充满“敌意”的名人了，以他在科学界的影响力，让人们对这种技术充满抵触，并不是难事。霍金在伦敦举办的“2015时代精神”会议上说，与其担心谁来控制人工智能的问题，人类更应该担心人工智能到底愿不愿意受人类控制。不仅如此，霍金早前的观点远远比这要振聋发聩。比如，人工智能可能会导致人类的灭绝，人工智能计算机可能在接下来的100年之内就将人类取而代之。●人工智能在《超能陆战队》的电影中，充当的是拯救者的角色最近，好莱坞的两部电影都或多或少地讲到了人工智能，一个是迪斯尼的《超能陆战队》，另一个是漫威工业的《复仇者联盟之奥创纪元》，前者的主人公是一个叫做“大白”的定位于医疗健康的机器人，后者则是奥创，由钢铁侠缔造的希望他拯救人类的智能机器人。在电影里，大白拯救了人类，而奥创则脱离了人类的控制拥有了自己的思维，试图毁灭人类。最终的结局我们都能想见得到，人类总是在濒临覆亡时被拯救。而拯救者，都是人性。（一）关于“图灵万能机器与图灵实验”的思考众所周知，当下的计算机其思想原理来自图灵的一篇著名论文，如今的计算机架构更被称之为“图灵机架构”。早期的人工智能研究的关键便是阿兰·图灵本人。图灵最卓越的成就便是正是提出了“万能计算机”这一概念，即尽管各个计算机的细节结构不同，但所有计算机从本质上来说其实是等价的。图灵假设有一台虚构的机器，这台机器主要包括三个部分：处理盒、纸袋和一个能从来回移动的纸带上读取信息并记录的装置。在这个假设中，处理盒就是现在的中央处理器（CPU）。纸袋便是记载了0和1这些代码的载体。这就是被称为“图灵万能机器”的其中一种等效计算机。从逻辑上进一步来说，任何一台数字计算机都是等效的。图灵的这一结论令人瞩目，取得了巨大的成功，推动了后世计算机领域的发展。由此，图灵进一步思考计算机是否能智能化。然而，这里有个最根本的问题：究竟什么是智能呢？图灵没有给出任何定义，并且也没在这方面做出任何尝试，最后，图灵只是给出了一个智能存在的证据，即图灵实验：若一台计算机可以骗过一个询问者，使得该询问者相信它是一个人，那么从定义上来说，这台机器就具有智能。由这个图灵试验出发，人工智能的领域便被开创了，自此以后，无数的人工智能研究以此为基础，对计算机的智能进行着开发。事情发生到了这里，似乎人们已经驾驭了电脑与智能思维之间的桥梁，计算机的人工智能实现似乎指日可待。然而，事实真就如此吗？（二）关于“中文屋”的思考美国加州伯克利分校的知名哲学教授约翰·塞尔据此提出了一个著名的思考实验，即“中文屋”实验，由此来证明计算机无法拥有智能。实验的内容如下：假设一个只会说英语的人坐在一个只有一面墙上开了一个小孔的屋子里，他的旁边只有一个放了一本指令手册和各种可能需要的笔和便签纸的桌子。指令手册上用英文记载了各种指令，包括汉字的处理、分类及比较的方法。值得注意的是，这些指令没有任何提及汉字的意义，只是说明了如何对汉字进行复制、删除、排列和撰写等。现在好戏开始了，站在屋子外的一个人从小孔中塞进一张纸，纸上用中文写着一系列问题和一个故事，屋子里的人对纸上的内容如读天书，但是他在指令手册的指导下开始工作，对纸上的汉字参照指令手册进行一系列的操作，并将结果记录在另一张纸上。这个人进行了很多无聊的操作后，终于“写出”了一篇汉语文章。他将结果从小孔中传了出去，心中想着这究竟是在写什么鬼玩意。这时屋外的人接到了满是汉字的纸，他读了纸上的文章，感叹屋里的人太有才，竟能写出如此文章！然而，屋里的人真的知道他在写什么吗？毫无疑问不知道，他连中文都不认识。现在问题就来了，我们的计算机不是也在做同样的事吗？计算机只是不停地对高低信号0和1进行操作罢了，那么能说计算机有智能吗？智能在哪呢？其中最关键的“理解”从何而来？计算机只不过按照某个规则运行罢了，根本不存在“理解”，不存在智能。“中文屋”这个思考实验一出来就遭到了众多激烈的讨论，有人赞成计算机没有智能，当然，也有人反驳说智能是有的，“理解”是发生在这个屋子的整体之上，这个屋子作为一个整体“理解”了汉字文章。事实果真如此吗？就因为整个屋子输出了正确的结果就有了智能？这其中真的有“理解”产生吗？那什么是“理解”呢？五、人工智能未来的发展展望目前，人工智能的推理功能已获突破，学习及联想功能正在研究之中，下一步就是模仿人类右脑的模糊处理功能和整个大脑的并行化处理功能。人工神经网络是未来人工智能应用的新领域，未来智能计算机的构成，可能就是作为主机的冯·诺依曼型机与作为智能外围的人工神经网络的结合。研究表明:情感是智能的一部分，而不是与智能相分离的，因此人工智能领域的下一个突破可能在于赋予计算机情感能力。由多学科相互渗透、相互联系而构成的人工智能系统，是把为人类服