人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用淺析

信云昊 武國棟

[摘 要]人工智能技術(shù)是當(dāng)前受關(guān)注程度最高的一種技術(shù)，并且在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷擴展，目前在網(wǎng)絡(luò)、金融、安全防護等領(lǐng)域都得到了較為普遍的應(yīng)用。人工智能技術(shù)正在從各個方面改變著人類的生活和工作，已經(jīng)成為影響人類生活以及社會未來發(fā)展的一項重要技術(shù)，受到了政府以及社會各界的廣泛重視。文章介紹了人工智能技術(shù)的發(fā)展情況，對幾種比較常見的人工智能技術(shù)進行了分析，對人工智能技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其在各個領(lǐng)域的具體應(yīng)用情況進行了探討，探索了人工智能技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。

[關(guān)鍵詞]人工智能技術(shù);人機交互;知識數(shù)據(jù)智能處理

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2019.09.189

“人工智能”是一個比較廣義的概念，我們可以將其當(dāng)作計算機科學(xué)的一個方向，目的是讓各種機器能夠做出與人類相似的智能化反應(yīng)，從而讓其代替人類來從事某些工作。當(dāng)前人工智能技術(shù)的研究主要集中在三個方面，一是通過在計算機上進行程序編寫來使其完成定理證明、信息檢索等比較復(fù)雜的任務(wù);二是在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的研究;三是對傳感系統(tǒng)的研究。由此可見，人工智能的發(fā)展方向主要集中在兩個方面，其一是研究智能化的運算工具，但是其運算行為始終需要相關(guān)人員進行控制或者觸發(fā)。其二是希望能夠研究出具有意識、情感、理智的智能化系統(tǒng)，使機器能夠具備人類的特性，從而代替人類從事某些工作。當(dāng)前，這兩個方向的研究都取得了一定的成效，由此可見人工智能技術(shù)發(fā)展速度之快。

1 人工智能技術(shù)的發(fā)展情況

20世紀(jì)40年代，英國著名的數(shù)學(xué)家圖靈提出了人工智能的想法，并且在同時期人們創(chuàng)造出了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，這就為人工智能的發(fā)展提供了一定的基礎(chǔ)條件。[1]20世紀(jì)50年代，各種與人工智能相關(guān)的理論和方法被人們提出來，但是由于當(dāng)時各方面的科技發(fā)展水平很低，不能支持這些理論和方法的實現(xiàn)，因此之后很長一段時間人工智能發(fā)展速度都非常緩慢。一直到20世紀(jì)80年代，專家系統(tǒng)理論和機器學(xué)習(xí)算法的提出為人工智能的發(fā)展帶來了有力的推動作用。之后，隨著各行業(yè)科技發(fā)展水平的不斷提高，數(shù)據(jù)處理以及計算能力都得到了有效的提升，人工智能技術(shù)具備了充足的發(fā)展條件，并且在各個研究機構(gòu)的推動下取得了非?？焖俚陌l(fā)展。之后，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)，為人工智能技術(shù)的進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，人工智能技術(shù)在這一時期進入了空前的鼎盛時代。當(dāng)前，人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生物識別、自動駕駛等領(lǐng)域，給人們的生活帶來了非常巨大的影響。

2 人工智能技術(shù)分析

人工智能技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個方面，包括數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)、知識和數(shù)據(jù)的智能處理、人機交互等。

2.1 數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)

數(shù)據(jù)挖掘是大數(shù)據(jù)技術(shù)的一種重要方式，但是當(dāng)數(shù)據(jù)量比較巨大，而且需要準(zhǔn)確掌握各個數(shù)據(jù)間的關(guān)系并進行比較深層次的數(shù)據(jù)挖掘時，單純采用大數(shù)據(jù)技術(shù)很難完美地做到這一切。這時就需要將大數(shù)據(jù)技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，通過機器學(xué)習(xí)技術(shù)的運用來完成這些任務(wù)。機器學(xué)習(xí)就是讓計算技模擬人類的學(xué)習(xí)行為來完成某項任務(wù)，常見的機器學(xué)習(xí)方式包括決策樹訓(xùn)練、概率學(xué)習(xí)等。決策樹的類型主要包括兩種，即分類樹和回歸數(shù)，它的優(yōu)點在于易于理解和解釋而且對數(shù)據(jù)處理的要求不高，可以處理數(shù)值型數(shù)據(jù)和類別型數(shù)據(jù)等多種類型的數(shù)據(jù)，對海量數(shù)據(jù)的處理效果非常好。[2]

2.2 知識和數(shù)據(jù)的智能處理

在知識和數(shù)據(jù)的智能處理方面，人工智能技術(shù)最為成功的例子就是專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)實質(zhì)上就是一個智能化程度較高的計算機系統(tǒng)，它通過將某一領(lǐng)域內(nèi)眾多專家的知識和經(jīng)驗集合在一起，然后經(jīng)過特定的程序設(shè)計后使得系統(tǒng)能夠應(yīng)用這些專家的知識和經(jīng)驗來解決問題。專家系統(tǒng)通常由數(shù)據(jù)庫和推理系統(tǒng)兩部分組成，數(shù)據(jù)庫中主要儲存了相關(guān)領(lǐng)域的一些專業(yè)知識以及領(lǐng)域內(nèi)專家的相關(guān)經(jīng)驗，而推理系統(tǒng)主要通過模擬人類的推理過程，利用數(shù)據(jù)庫中的各種信息來完成某一問題的推理，進而獲得相應(yīng)的推理答案。

2.3 人機交互

人機交互是當(dāng)前研究比較多的一種人工智能技術(shù)，它主要研究的是系統(tǒng)和用戶之間的交互關(guān)系，而系統(tǒng)指的是各種類型的機器、計算機系統(tǒng)或一些軟件，用戶可以通過人機交互界面來實現(xiàn)對系統(tǒng)的各種操作。人機交互主要應(yīng)用了機器人學(xué)和模式識別等人工智能技術(shù)，而人機交互的實現(xiàn)需要依靠必要的輸入輸出設(shè)備以及相應(yīng)的軟件系統(tǒng)才能實現(xiàn)，因此人機交互技術(shù)的提高需要硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的同時提升。當(dāng)前比較先進的人機交互模式除了傳統(tǒng)的手動操作模式外，還有手勢識別、語音識別等人機交互模式，這些人機交互模式的出現(xiàn)使得人機交互技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴大。

3 人工智能技術(shù)研究現(xiàn)狀及其在各領(lǐng)域的具體應(yīng)用

3.1 人工智能技術(shù)研究現(xiàn)狀

人工智能技術(shù)的研究一直都在進行，并且取得了很多研究成果。比如，谷歌公司研究的圍棋人工智能程序，通過應(yīng)用各種學(xué)習(xí)算法使得系統(tǒng)具備了非常高的圍棋水平，戰(zhàn)勝了中國、日本以及韓國多位圍棋高手;微軟公司則將語音識別以及圖像識別等技術(shù)應(yīng)用到其產(chǎn)品中，使得人工智能技術(shù)應(yīng)用到即時翻譯、聊天等領(lǐng)域，微軟應(yīng)用人工智能技術(shù)設(shè)計的虛擬助理可以自動回答人類提出的問題;百度在語音識別、自然語言處理等方面取得了非常好的研究成果，其建立的人工智能系統(tǒng)目前已經(jīng)擁有了四歲兒童的智力水平。[3]

3.2 人工智能技術(shù)在各領(lǐng)域的具體應(yīng)用

3.2.1 生物識別領(lǐng)域

生物識別系統(tǒng)就是應(yīng)用人工智能技術(shù)對人類的各種生物特征進行識別，以此來達到身份認(rèn)定的目的。當(dāng)前比較常用的生物識別系統(tǒng)包括指紋識別系統(tǒng)、人臉識別系統(tǒng)以及虹膜識別系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)通過比對的方式來達到生物識別的目的。生物識別系統(tǒng)利用人工智能技術(shù)將大量的樣本數(shù)據(jù)進行特征提取然后形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并以此來訓(xùn)練識別模型，除此之外，它還要運用學(xué)習(xí)模型來進行相關(guān)生物信息的比對，這樣才能保證生物識別系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和效率。

3.2.2 自動駕駛領(lǐng)域

自動駕駛就是利用傳感系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)讓汽車在無人操作的情況下智能駕駛，當(dāng)前自動駕駛技術(shù)的水平已經(jīng)基本能夠?qū)⑵溥\用到現(xiàn)實生活當(dāng)中。自動駕駛系統(tǒng)是一個復(fù)雜的軟硬件兼具的智能自動化系統(tǒng)，它除了運用自動控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、信息技術(shù)外，還應(yīng)用了大量的人工智能技術(shù)。在自動駕駛系統(tǒng)的環(huán)境感知、決策與規(guī)劃以及車輛控制等方面都涉及了人工智能技術(shù)的應(yīng)用。比如，在環(huán)境感知方面，自動駕駛系統(tǒng)利用人工智能中的機器學(xué)習(xí)理論制造了識別系統(tǒng)，使其能夠?qū)β窙r信息自動識別，以此來保證車輛在無人駕駛狀態(tài)下也能順利行駛。

3.2.3 自然語言處理領(lǐng)域

自然語言是人類智慧的結(jié)晶，自然語言處理就是運用一定的技術(shù)使計算機能夠理解人類的語言，這也是一項難度較大工作。而人工智能技術(shù)的使用讓自然語言處理有了飛速的發(fā)展，人工智能技術(shù)可以通過機器學(xué)習(xí)理論從海量的自然語言數(shù)據(jù)中發(fā)掘出自然語言的基本規(guī)律，以此來幫助計算機實現(xiàn)對自然語言的理解。當(dāng)前，自然語言處理已經(jīng)取得了很大的研究進展，但不可否認(rèn)的是，它仍舊存在著一些研究難點有待人們攻克，包括單詞的邊界界定、詞義的消岐、有瑕疵或者不規(guī)范的輸入等。

4 人工智能技術(shù)的發(fā)展趨勢

擬人化是人工智能技術(shù)的一大發(fā)展趨勢，隨著人工智能技術(shù)的不斷提高，各種智能化機器設(shè)備的擬人化程度也會越來越高，而人工智能研究人員在人工智能技術(shù)研究方面存在的分歧也正是在這一方面。[4]一些人工智能專家認(rèn)為，擬人化的程度越高，各種機器設(shè)備所能夠從事的工作也就越多，因此人工智能技術(shù)的發(fā)展低于人類是一種福音。另外一些專家則認(rèn)為，當(dāng)人工智能技術(shù)發(fā)展到一種極高的水平，使得各種智能化機器設(shè)備基本完全具備人類的思考和行動能力時，就會對人類的生存造成威脅。無論雙方分歧有多大，都不能否認(rèn)擬人化是人工智能技術(shù)一個必然的發(fā)展趨勢。另外，安全可控性也是人工智能的一大發(fā)展趨勢。我們不能確定人工智能的高度發(fā)展是否會給人類帶來威脅，因此在人工智能技術(shù)研究的過程中，研究人員應(yīng)當(dāng)堅持將人工智能技術(shù)的安全可控性放在首位，這樣才能保證人工智能技術(shù)的長期健康發(fā)展。

5 結(jié) 論

綜上所述，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷擴展，并且不斷給人類的生活帶來各種改變。當(dāng)前比較常見的人工智能技術(shù)包括數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)、知識和數(shù)據(jù)的智能處理、人機交互等。隨著這些技術(shù)的不斷研究和改進，人工智能技術(shù)在生物識別、自動駕駛、自然語言識別等領(lǐng)域都獲得了比較快速的發(fā)展，并且收到了良好的應(yīng)用效果。相信隨著人工智能技術(shù)和各種先進技術(shù)的不斷融合，將會有效地推動人類社會的發(fā)展和進步。

參考文獻：

[1]胡長生.淺析計算機人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].電腦迷，2018（3）：36-37.

[2]陳灝玥.人工智能計算機的發(fā)展[J].智庫時代，2017（13）：170，173.

[3]王博.淺析計算機人工智能技術(shù)的發(fā)展[J].知音勵志，2017（8）：61.

[4]王一卓.淺析計算機人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].中國新通信，2016，18（20）：105.

[作者簡介]武國棟（本文指導(dǎo)老師）（1989—），男，漢族，河北邯鄲人，二級教師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：中小學(xué)機器人教學(xué)。