觸手可及的人工智能(基礎篇)
人工智能的概念
智能是知識與智力的總和,知識是一切智能行為的基礎,而智力是獲取知識并且應用知識求解問題的能力。智能具有感知、記憶與思維、學習、行為四大能力。人工智能(Artificial Intelligence,AI)是指計算機像人一樣擁有智能能力,是一個融合計算機科學、統計學、腦神經學和社會科學的前沿綜合學科,可以代替人類實現識別、認知、分析和決策等多種功能。如當你說一句話時,機器能夠識別成文字,并理解你話的意思,進行分析和對話等。人工智能和空間技術、原子能技術一起并稱20世紀三大科學技術成就。
人工智能的發展歷程
人工智能在1950年被馬文·明斯基正式提出,“計算機之父”的阿蘭·圖靈提出:如果一臺機器能夠與人類開展對話而不被辨別出機器身份,那么這臺機器就具有智能。之后受計算機性能、數據庫、輿論等原因限制,人工智能并沒有得到進一步的發展。隨著計算機性能的提升,神經網絡技術的逐步發展,人們對AI的應用更加理性。在2016年Google的 AlphaGo贏了韓國圍棋手李世石,人類感受到來自人工智能的壓迫感,在這三年中人工智能從實驗室走到現實生活中,走向新紀元。
人工智能研究的基本內容
人工智能技術
人工智能研究最主要的內容是機器感知和知識思維。
機器感知是使機器(計算機)具有類似于人的感知能力,以機器視覺(machine vision)與機器聽覺為主。主要的技術領域有語音識別、圖像識別等,最近某APP的AI換臉就是運用了此項技術。
機器思維是對通過感知得來的外部信息及機器內部的各種工作信息進行有目的的處理。機器通過復雜的算法來分析大量的數據,識別數據中的模式,并據此做出預測。就像人類在學校學到知識,然后在生活中應用。只不過這一過程的主體,是機器。機器算法在人工智能領域的發展中起著重要的作用。
機器學習
與機械式學習的用存儲空間來換取處理時間不同,機器學習是研究如何使計算機具有類似于人的學習能力,是它能通過學習自動地獲取知識和技能,不斷地自我完善。其中監督學習是最普遍的一種方式,教師指導一個正確答案,學生接收到后自我修正;另外一種學習是強化學習,是指沒有教師告知,在鼓勵學習或增強學習中形成學習系統并做出相應的動作;最頂級的學習是非監督學習,是從環境中直接接收信息后自我學習。
傳統的機器學習算法往往需要人工調整參數,深度學習不再需要人的參與就可以從大數據中自動獲得成千上萬的參數。深度學習作為近十年來人工智能領域取得的重大突破,推動了計算機智能取得長足進步。它用大量的數據和計算能力來模擬深度神經網絡。從本質上說,這些網絡模仿人類大腦的連通性,對數據集進行分類,并發現它們之間的相關性。
Artificial Intelligence:人工智能;Machine Learning:機器學習;Deep Learning:深度學習
人工智能的應用場景
我們拿起手機臉部自動識別解開密碼,呼叫siri播放一首歌曲,特斯拉無人駕駛行駛在馬路上,在這些場景中人工智能已經融入了生活。人工智能從實驗室進入現實世界,影響著各個行業。未來人工智能將延伸到更多的行業,而且會有更多想象不到的領域會應用到人工智能。
AI視覺
在漕河涇開發區內一個船型的建筑看著獨樹一幟,正是2014年剛成立的商湯科技,現在已經成為亞洲最大的人工智能賦能平臺,通過自建深度學習平臺及超算來實現工業化的AI視覺技術生產,賦能各種行業和場景的應用。其核心技術包括人臉與人體識別技術、圖像識別(通用與專業圖像)、海量視頻理解與挖掘、圖像視頻處理增強、SLAM(位置定位與地圖構建)與3D視覺、機器人控制與傳感、醫學圖像分析以及深度學習平臺等。舉個簡單的例子,人臉檢測跟蹤技術:對任意常見場景,可以在嵌入式設備、移動設備和個人電腦上實現毫秒級的人臉檢測。該技術可適應側臉、遮擋、模糊、暗光、逆光、表情變化、平面內360°旋轉等各種實際環境,支持彩色、灰度、近紅外等各種圖像視頻類型。
上圖為商湯科技位于上海漕河涇開發區內的特色辦公樓
語音識別及自然語言處理
深度學習的廣泛應用使語音識別的準確率大幅提升,像 Siri、Voice Search 和 Echo 等可以實現不同語言間的交流。自然語言處理(NLP) 讓系統理解并明白人類寫作、說話方式的核心技術,語音識別技術則是自然語言處理的眼睛與耳朵,兩者結合使用可以完成文字抽取,信息歸納,語音轉文字等多項任務。例如自然語言處理可以依據大數據和用戶行為來對用戶的詞句進行分析,對客戶意圖精準理解,同時對語言進行匹配計算,實現精準匹配。
智能機器人
智能機器人技術在醫療領域的應用廣泛,目前最主要的應用場景有:一,能夠讀取人體神經信號的可穿戴型機器人,也成為“智能外骨骼”;二,能夠承擔手術或醫療保健功能的機器人,以IBM開發的達·芬奇手術系統為典型代表。達·芬奇手術系統中醫生可以在遠程操控的終端操縱手術臺,手術臺是三個機械手臂的機器人,它負責對病人進行手術,每一個機械手臂的靈活性都遠遠超過人,而且帶有攝像機可以進入人體內進行手術。在控制終端上,計算機可以通過幾臺攝像機拍攝的二維圖像還原出人體內的高清晰度的三維圖像,以便監控整個手術過程。使用醫療機器人手術的創口非常小,而且能夠實施一些人類一生很難完成的手術。
以上僅僅是人工智能應用領域很小的一部分,未來人工智能將會進入社會各個行業,到時候人類是否會被替代?史蒂文·斯皮爾伯格執導的、2001年上映的《人工智能》影片中,機器人不僅擁有智慧,還會產生嫉妒、難過、渴望被愛等等情感,機器人已經不再是工具了。未來當技術發展到一定程度,機器人可以編入情感程序,成為真正的智能的人時,我們又該怎樣去和他們相處?雖然在現在的技術基礎上實現需要5年、10年甚至更長的時間,但是這個時刻又近在眼前。