人工智能在計算機軟件開發(fā)中的應用

李浩田，王 崢

（南陽職業(yè)學院，河南 南陽 474500）

1 人工智能的內(nèi)涵概述

人工智能（Artificial Intelligence，AI）指的是研究、開發(fā)、模擬以及延伸智能技術的統(tǒng)稱，是對人類思維信息過程的模擬。人工智能誕生于20世紀50年代中期，如今已經(jīng)演變?yōu)橛嬎銠C科學中的一部分。技術人員通過計算機輸入一些代碼，做出指令，使其代替人們完成一些任務或者工作，從而為人們帶來更多的便利。它也屬于進一步的深化智能，以生產(chǎn)出一種可以和人類大腦相似反應的智能程序，比如圖像識別、語言識別、專家系統(tǒng)、機器控制等。

2 人工智能在計算機軟件開發(fā)中存在的問題

2.1 語言智能問題未得到解決

盡管我國的計算機語言智能在不斷地進步，但是卻存在很多語言智能方面的問題，用戶在使用過程中，無法保證完全沒有噪音。此外，不同地區(qū)的用戶存在口語、語言習慣等方面的差異，導致計算機接受指令開展智能處理工作時也受到一些限制。因此，研究者和技術人員需要加強對技術的研究，以提高計算機智能語言能力。

2.2 詞匯量非常少，缺乏互動

計算機系統(tǒng)在接受語音信息以及指令時的速度，取決于詞匯量的多少。而且過少的互動環(huán)節(jié)，也影響了計算機系統(tǒng)智能水平的高低。因為用戶語言的多元化導致系統(tǒng)語音識別的復雜性更高，系統(tǒng)中涵蓋的語言種類不多。而且搜索計算效率越來越高，搜索詞匯量逐漸增多，一旦用戶的詞匯不在系統(tǒng)包含的詞匯庫中，就會出現(xiàn)很多問題和差錯，同時也給計算機人工智能語音的應用產(chǎn)生了很大的影響。筆者分析了實際狀況，發(fā)現(xiàn)計算機人工智能缺乏靈活的互動形式，需要得到改進與優(yōu)化，才能吸引更多的用戶。

3 軟件開發(fā)中人工智能系統(tǒng)的構成

在開發(fā)軟件時，人工智能系統(tǒng)的設計主要是為了提高服務效率，所以必須獲得和用戶一樣的認同感。人的大腦需要處理海量數(shù)據(jù)和信息，若是所有數(shù)據(jù)和信息都要進行詳細加工，那么大腦就會超負荷運轉。在這樣的情況下，大腦只能選擇重要的數(shù)據(jù)和信息進行優(yōu)先處理。而軟件開發(fā)中的人工系統(tǒng)屬于“大腦”，其對接收的信息進行分類處理。在進行設計的過程中，要將人的大腦通過功能進行分區(qū)設計，比如大腦中的腦干相當于軟件中的動畫和碰撞系統(tǒng)，具有反射和低層功能；小腦中的運動中樞相當于軟件中的導航系統(tǒng)等[1]。

因此，可以根據(jù)人的大腦處理系統(tǒng)來對人工智能進行開發(fā)，從而開發(fā)出更加先進的服務模式。其組成部分包括：（1）導航系統(tǒng)；（2）輸入與感知系統(tǒng)；（3）決策和推理系統(tǒng)。軟件中的感知系統(tǒng)和大腦功能一樣，可以對信息進行處理，并且體現(xiàn)在不同角色和命令的執(zhí)行中。開發(fā)軟件的時候，每個角色和行動都需要不同的數(shù)據(jù)支撐，因此在智能系統(tǒng)輸入以及感知模塊中，會產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)以及信息，必須對其進行調整。在大數(shù)據(jù)背景下，軟件的開發(fā)更需要考慮感知系統(tǒng)更新速度以及相應范圍。比如對于感知系統(tǒng)的更新速度，如果一個角色提前設置了智能化線路，則需要考慮其他角色的情況。

4 人工智能在計算機軟件開發(fā)中的應用

4.1 人工智能系統(tǒng)框架設計

一般情況下，軟件開發(fā)過程中的人工智能系統(tǒng)會采用兩種框架。第一種屬于面向流程的類型，其要求開發(fā)者了解流程，熟練掌控整個軟件設計。比如：在游戲軟件的開發(fā)中，用戶通過完成任務的方式進入后面的關卡，并且獲得相應的道具或者獎勵。在第二個關卡中，用戶則可以使用這個道具。每個關卡都不是獨立的，互相存在關聯(lián)性。第二種則屬于面向涌現(xiàn)的類型，具有一定的難度。如果用戶具有諸多的技能，便能促使各種技能疊加起來產(chǎn)生新的技能，甚至超越了本身的設計范圍，同時也對用戶具有非常大的吸引力。而且框架設計的方式，可根據(jù)軟件的復雜程度以及種類，采用以下幾種不同的方式。

第一種是行為樹，其借助邏輯思維結構來設計軟件框架。一般被用在面向流程的智能系統(tǒng)框架方面，整個框架圖就像一個樹狀圖。為了控制對象的行動，系統(tǒng)必須對所有節(jié)點進行調整。如果滿足這樣的條件，對象便會朝著預設的方向發(fā)展。在很多游戲系統(tǒng)中，玩家有這幾種不同的狀態(tài)：自衛(wèi)、攻擊玩家、邏輯。常見的這類型軟件包括了魔獸世界、Unity、英雄聯(lián)盟等。

第二種是規(guī)劃器，這是一種面向涌向的智能系統(tǒng)結構。其被分為兩部分，一部分是任務的分解，另一部分是任務的完成。借助分層任務網(wǎng)絡規(guī)劃器，可對其中的任務進行詳細的劃分，并且發(fā)出相關的指令，直到任務完成。

第三種是目標導向規(guī)劃器類型，其功能是對人物角色的狀態(tài)進行轉變。一旦人物角色能達到一定的要求，那么人物角色便能快速轉變成其他的狀態(tài)。

4.2 重要的人工智能技術

軟件開發(fā)過程中的人工智能技術包括了這幾種：第一種人工智能技術是為了實現(xiàn)軟件中的基礎感知、推理以及判斷能力；第二種人工智能技術則能夠實現(xiàn)邏輯和情感的需求。第一種人工智能技術需要借助有限狀態(tài)機、消息系統(tǒng)來實現(xiàn)。其中，有限狀態(tài)機需通過數(shù)學模型來開展角色轉變工作。一旦游戲玩家在游戲中處于劣勢狀態(tài)，那么有限狀態(tài)機能促使玩家的狀態(tài)得以切換，從而起到保護玩家的作用。比如在某一段的游戲代碼中，F(xiàn)SMStatae屬于全部狀態(tài)的基礎，F(xiàn)SMMachine屬于特殊情況下的基礎，F(xiàn)SMAIControl則屬于存儲數(shù)據(jù)的基礎。

在人工智能技術中，軟件開發(fā)普遍采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術。這種技術通過模擬人類大腦的形態(tài)，對各種信息、數(shù)據(jù)進行處理。將不同節(jié)點作為大腦的神經(jīng)元，而且每個節(jié)點都存在關聯(lián)性，具體的形狀如圖1所示。

圖1 神經(jīng)元

神經(jīng)網(wǎng)絡技術除了能賦予人工智能技術一定的邏輯性，同時也有自學的功能，所以非常智能和先進，目前神經(jīng)網(wǎng)絡技術也得到了廣泛的使用。

5 人工智能在計算機軟件開發(fā)中的應用前景

在軟件開發(fā)中運用人工智能，不但強化了用戶的體驗，同時也實現(xiàn)了和用戶之間的交流、互動。人工智能具有非常好的應用前景，不但摒棄了傳統(tǒng)的用戶體驗方式，更帶來了強烈的感官體驗，使用戶獲得了一定的沉浸感。來自人工智能化的系統(tǒng)設計，智能化和先進化的操作能讓用戶沉浸在其中，并獲得一定的滿足感。在不久的將來，全智能機器領域會成為未來科技的主要研究方向，人工智能技術將得到全面的發(fā)展。在設計軟件開發(fā)的系統(tǒng)框架時，技術人員會借助一些算法使某種角色的自主學習能力得到提升，并且收集各種不同的用戶數(shù)據(jù)，按照用戶的不同使用習慣，提供能滿足需要的服務[2]。也就是說，隨著科學技術的不斷發(fā)展，軟件系統(tǒng)設計以及平臺開發(fā)都會朝著智能化、個性化的方向不斷發(fā)展。

6 結語

綜上所述，在軟件開發(fā)過程中充分利用人工智能技術，不但能強化軟件開發(fā)的效果，而且也能更好地控制邏輯以及設計腳本系統(tǒng)。在未來，滿足不同用戶的個性化需求將會成為人工智能技術在軟件開發(fā)領域的重要發(fā)展方向。同時，這也為人工智能的研究奠定了堅實的基礎。所以必須不斷學習和開拓，促進人工智能在各個領域的應用，最終帶來更多經(jīng)濟效益、社會效益。