人工智能的發展與應用現狀

文/白二鵬

自2016年AlphaGo戰勝韓國圍棋世界冠軍李世石以來，人工智能的發展狀況一直備受關注，人工智能也正在融入我們的生活，對我們的生產生活產生了很大的影響。本文通過對AlphaGo引起人們對人工智能的熱議的原因進行分析，并介紹人工智能技術目前的發展及應用狀況，向讀者講述關于人工智能行業狀況的一些信息，以引起讀者對人工智能在未來的社會生產生活中可能產生的影響有所思考。

自2016年AlphaGo戰勝韓國圍棋世界冠軍李世石以來，人工智能的發展狀況一直備受關注，人工智能也正在融入我們的生活，對我們的生產生活產生了很大的影響。本文通過對AlphaGo引起人們對人工智能的熱議的原因進行分析，并介紹人工智能技術目前的發展及應用狀況，向讀者講述關于人工智能行業狀況的一些信息，以引起讀者對人工智能在未來的社會生產生活中可能產生的影響有所思考。

本次人工智能浪潮興起的原因

2016年3月，谷歌公司研發的人工智能圍棋軟件AlphaGo戰勝了韓國圍棋世界冠軍李世石。2017年5月，排名世界第一的天才棋手柯潔與AlphaGo之間的圍棋對弈，三場比賽皆輸于機器人AlphaGo。兩場“人機大戰”瞬間成為全社會關注的焦點，而關于人工智能的討論也愈演愈烈。

一直以來，棋類游戲一直被視為頂級人類智力的試金石。人工智能與人類棋手的對抗一直在上演。1989年開始，IBM的“深藍”就常常能擊敗國際象棋大師了，8年后的1997年，深藍首次打敗世界第一的國際象棋棋手加里·卡斯帕羅夫，開始統治國際象棋領域。因為自2006年之后，人類再沒有戰勝過最頂尖的人工智能國際象棋選手。

不同于國際象棋，圍棋每回合的可能性更多，共有250種可能，一盤棋可以長達150回合。同時，圍棋有3361種局面，而可觀測到的宇宙，原子數量才1080。用人工智能戰勝圍棋專業選手，按照技術的發展速度，一般認為至少需要10年才能實現。

在人工智能領域，對行業發展產生重大影響的因素可分為三類：算法模型、計算能力以及數據積累。而在這場“人機大戰”的背后，是算法模型的優化和計算機運行速度的提升。千萬盤人類圍棋對弈的數據以及蒙特卡洛搜索算法和基于深度學習的模式識別促成了AlphaGo的成就，其中最為重要的，就是“深藍”所不具備的深度學習。深度學習通過建立、模擬人腦的分層結構來實現對外部輸入的數據進行從低級到高級的特征提取，從而能夠解釋外部數據。如果將人工智能比作一艘宇宙飛船，深度學習模型就是飛船框架，算法模型就是引擎，海量的訓練數據就是燃料。算法模型的突破解決了舊的模型中存在著的分類能力不強，時序信息捕捉能力弱等問題。計算機計算能力的提升能夠滿足深度學習對結構算法帶來的計算以及對訓練速度的要求。大數據的積累則能夠滿足模型訓練數據所需的量和質的要求。現階段，影響人工智能發展的三大因素均有所突破，這必將會帶來人工智能行業有重大的突破。

人工智能基礎領域發展狀況

感知信息是機器獲取信息的渠道，也是實現智能的開端。相比于生物具有天生感知外部世界的能力，機器要想獲得這種能力在技術上是很難實現的，但目前人工智能在信息感知方面已經有了比較大的突破，為人工智能的進一步發展與應用打下了良好的基礎。

（一）圖像識別

圖像識別技術是指利用計算機對通過照相機、攝像頭或圖片獲取到的圖像進行處理、分析和理解，以識別各種不同模式狀態下的目標和對象的技術。圖像識別技術的發展，使得如百度這樣的服務提供者可以對顧客瀏覽頁面中的圖片進行分析，通過智能軟件識別圖片中的信息，給客戶推薦相關內容。圖像識別技術是發展立體視覺、運動狀態分析、數據收集、分析和融合等實用技術的基礎，對于提高機器獲取信息的能力的提升提供了強大的支持。

（二）語音識別

語音是人類獲取交談對象的意圖以及表達想法的重要工具，在提高人們的溝通效率方面發揮著重要作用。機器的語音識別是指將獲得的各種聲音轉換成數據，然后通過一系列算法實現分辨識別，從而能夠將獲取到的語音內容進行提取并以一定的方式表示出來。語音識別技術的發展，使得機器能夠獲得聽懂人類或其他聲音的能力。近年來，隨著深度學習算法的發展，結合手機等移動終端的普及應用形成的大量文本或語音方面的語料，語音識別技術發展十分迅猛。

（三）智能感知

在信息的獲取方式上，除了視覺和聽覺之外，人工智能在觸覺方面也大有進步。例如，各種可穿戴設備通過接觸可以感知人體的各種狀態，從而為保持人們的身體健康狀態給予及時提醒與反饋。安裝在橋梁、汽車、座椅等不同場景中的智能感知芯片則可以及時感知所處外界環境的狀況。

（四）自然語言理解

目前，人工智能在自然語言的處理上已經有了非常出色的表現，智能翻譯、聊天機器人已經達到了商業化運用的階段。之前的翻譯是建立在語法規則的基礎之上的，而現階段的人工智能翻譯是利用人工神經網絡等算法，結合語料大數據，快速進行文字或語音之間的翻譯，例如谷歌翻譯、百度翻譯等已經可以實現各種文字之間的相互轉換，翻譯水平基本上能夠滿足人們的需求，科大訊飛公司的“曉譯”智能翻譯軟件已經實現了33種語言之間的實施轉換，翻譯水平和準確度已經基本可以替代專業的同聲翻譯了。此外，如今的人工智能還可以理解人類的情緒和心理的波動，從而實現與人類的實時溝通。聊天機器人如微軟的小冰、小米的小愛同學、蘋果的Siri等，都已經基本達到了與人類進行交談的水平。此外，各種智能音箱的上市及其方便實用的功能已經獲得了人們的喜愛。

人工智能的實際應用狀況

研究人工智能的一個非常重要的意義就是可以更高效率的將大量的信息和人類的智慧運用于各種場景，同時也是機器智能的外在表現。目前人工智能在一些方面已經表現出了非常高的水平，在2017-2018年的由中央電視臺和中國科學院共同主辦的一檔叫做《機智過人》的節目中，我們可以了解到非常多的令人嘆為觀止的眾多人工智能的應用技術。

（一）智能安防

安全保衛工作對于保證小到個人、大至整個國家都是一個非常重要的內容。當發生突發事件的時候，安全保衛人員需要先獲取目標的特征，然后再尋找目標任務，而尋找目標任務是一個工作量非常大的任務，如果目標任務離開了搜索區域，那安全保衛人員的工作更是會難上加難。人工智能技術的發展在輔助安全保衛人員尋找和鎖定目標人物方面能夠發揮巨大的作用。智能安防是借助攝像機等一些監控設備，通過圖像、步態、指紋等一些生物或習慣特征對目標人群進行檢測從而找出目標人物、減少意外風險，從而在更大程度上保證人們的安全的人工智能技術。借助于智能安防，我們的安全保衛人員能夠以更高的效率完成工作，我們的安全也就能多一分保障。

（二）詩詞曲賦、彈琴作畫

一直以來，寫詩、作詞、譜曲、奏對、畫畫等一些帶有作者個人情感色帶的藝術作品的創作都被認為是人類的技能，而且是只有經過特殊培訓或具有特殊天賦的人才能夠擁有這些才能，而機器作為人造的產物，一直以來都被認為其不可能完成此類任務。但是，目前新一代人工智能已經可以在這些領域有杰出的表現，甚至達到可以與優秀的人類高手進行同臺競技的水平了。在《機智過人》節目展示中，微軟小冰可以現場根據一幅圖片、一首歌、一個名字進行詩集、歌曲的創作，而且其作品可以和同臺競技的一些中國杰出人物相媲美，微軟小冰作詩系統師從519位優秀詩人，利用人工智能技術學習他們的優秀作品，自從形成一整套創作模型，自出版詩集《陽光失了玻璃窗》以來短短三個月的時間，已經寫作100多萬首詩。作畫系統可以從人類眾多優秀的畫作中進行自主學習，自動生成一個模型，根據要求可以自動生成一副系統認為最好的作品，其油畫作品《愛德蒙·貝拉米的肖像》在一場拍賣會上更是賣出了近300萬元人民幣的價格。

海報制作軟件—鹿班，經過對500萬張人類優秀的設計作品進行自主學習，從中學習到了構圖、配設、風格、模板等信息，因而可以像一名設計師一樣，根據客戶的需要，輸入文字要求和主題圖片，從知識圖譜中搜索相關信息，并對每一步作出的效果進行實時調整，甚至在取得用戶認可的情況下，可以根據用戶在互聯網平臺所作的行為交互所產生的數據信息，制作出能夠令客戶滿意的海報，其制作效率可達每秒8000張。雖然機器人自身沒有情感，也不能真正懂得人類的情感，但是通過大量的數據的模仿，人工智能已經在一定程度上可以模仿人類的情感了。

（三）輔助進行醫療診治

一些罹患重大疾病的病人在進入醫院后需要進行X光線、CT、B超、核磁共振等測試，醫生需要對測試取得的結果進行解讀，而很好的解讀一套片子不僅需要具有豐富經驗和較高水平的醫生，還需要需要耗費大量的時間才能盡可能準確的發現病癥，不僅如此，長時間的注意力集中對于醫生的體力、腦力要求也特別高。人工智能閱片機器人啄醫生可以幫助醫生進行醫學影像的診斷，并在很短的時間內給出分析報告，而醫生可以對報告中的疑點再進行分析，可以在很大程度上減輕醫生的工作量。

一直以來，神經外科手術都是人類醫療領域的重大難題，對于醫生的藝術水平要求極高。而現在，借助中關村高科技公司創造的睿米神經外科手術機器人，醫生可以實現用一兩毫米的微創代替過去的開顱大手術，30分鐘完成主刀醫生的手術方案，定位誤差小于1毫米，術后觀察1-2天就可以出院，在極大程度上減輕了患者的痛苦，也可以提高醫生的工作效率，使得醫生可以救助更多的病人，讓更多人的患者遠離病痛的折磨。

（四）專家系統

相比于過去只依靠少量的專家數據庫進行搜索，人工對搜索結果進行再次整合來進行決策，新一代的人工智能專家系統可以通過互聯網對海量的數據進行分析、整合，形成一套獨有的數據模型，根據用戶的實際情況，智能推薦出能夠滿足用戶需求的解決方案。目前，專家系統已經可以在法律法規、金融投資等方面有了比較出色的表現。

在法律法規方面，專家系統可以借助現行法律法規、法院判決案例、背景知識等合成的海量數據進行訓練，當我們需要法律方面的援助時，專家系統可以借助以往的訓練所形成的分析模型對現有問題進行分析，給出我們對面臨的案件適用哪些法條，結果可能是怎樣的并給我們一個建議來，從而幫助我們形成應對的方法。

在金融投資方面，專家系統可以通過互聯網搜索到大量有用的信息，在對這些信息進行分析的基礎上結合以往訓練所形成的成果形成一份建議報告，人們可以根據自己的實際情況作出最終決斷。

（五）智能推薦

智能推薦就是根據對人們過去的行為產生的數據進行分析，綜合大數據分析、行為和心理理論，預測未來某一個時間段內的人的需求，從而給出能夠滿足人們需要的推薦。目前，這一技術已被應用于多種視頻軟件和購物軟件。在視頻軟件如抖音的應用中，智能系統會根據用戶經常點播的視頻的類型進行智能推薦，用戶使用次數越多，系統推薦的視頻內容越能夠滿足用戶的喜好，這也正是我們很多人會將時間花費在抖音上的原因。在購物平臺如淘寶的應用上，人工智能會根據我們過去的購物習慣、個人偏好、經濟狀況以及近期一段時間搜索的商品進行綜合分析，從而向我們推薦能夠適合我們需求的商品。

（六）自動駕駛

自動駕駛是近年來交通行業的研發熱點，眾多人工智能研發公司如谷歌、百度、騰訊等都將自動駕駛納入發展規劃之中，希望能夠研發出能夠替代人類駕駛各種交通工具的人工智能產品。盡管近年來一些自動駕駛車輛已經能夠在路上正常行駛，但是目前的自動駕駛技術還是不能夠確保能夠滿足車輛能夠合理應對各種突發狀況，此外，目前世界各國尚未頒發允許自動駕駛汽車進行商用，除自動駕駛的技術尚未完善外，自動駕駛汽車出現交通事故的責任應該由誰來承擔這一道德倫理問題也是一個重要的影響因素。

但自動駕駛不知可以運用在交通領域，還可以運用在一些特定場景下的駕駛運輸如港口碼頭的貨物轉運工作。目前國內一共有三座智能化港口，廈門遠海碼頭、青島前灣碼頭、洋山四期碼頭，智能化港口最大的優點就是效率比較高，相較于人工作業，其工作效率可以提高百分之三十左右。

（七）智能家居

家在我們心中的地位是神圣的，也是不可或缺的。一直以來，如何能夠讓我們更便捷的控制家中的各種物品是我們努力追尋的一個目標。目前越來越多的家居物品都已經配置了智能芯片，通過一個設備如手機、智能音箱等對人類語音進行識別，從而實現對家電產品的控制，更為關鍵的是，隨著用戶使用時間的增加，智能家居系統不僅可以聽懂你的指令，更可以學習和理解主人的心理和喜好，根據每個家庭成員的習慣，自行調節創造出最適合的家居環境，從而更好的為主人服務。在未來，憑借語義分析、智能診斷、智能預測等先進的人工智能技術以手機、智能音箱等設備為控制樞紐的人工智能家庭中心可以讓客廳變得更加舒適和智能，讓家庭中的每一個成員都能擁有符合自己的生活環境。

結語

上述應用中的一部分人工智能技術通過人類同臺競技，已經展示了相當高的水平的發展水平，且通過了人工智能行業對人工智能技術的檢驗—圖靈測試。圖靈測試是人工智能之父—阿蘭圖靈于1950年設計的對人工智能的檢驗標準。目的是判斷電腦是否可以像人那樣思考，它是由電腦和人類一起來回答同樣的問題，由人類從答案中判斷哪些是電腦的答案，如果電腦的答案成功騙過了30%的人類，即通過檢驗。這代表當前人工智能技術已經發展到非常高的水平，在可以預見的未來，人工智能或許會像水和電一樣成為我們日常生產生活必不可少的東西。