人工智能研究综述

作者:未知

  摘要:首先阐述了人工智能技术的发展历程。其次,分析了在人工智能领域的研究热点。最后,简述了人工智能领域的应用情况。
  关键词:人工智能;发展趋势;研究热点;应用
  中图分类号:TP18   文献标识码:A   文章编号:1672-9129(2018)15-0010-02
  Abstract:Firstly,the development history of AI technology is expounded. Secondly, the research hotspots in the field of artificial intelligence are analyzed. Finally, the application of artificial intelligence is briefly described.
  Keywords: artificial intelligence; development trend; the research hotspots; application
   1 引言
  人工智能,翻譯成英文是Artificial Intelligence,简称AI,人工智能是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能的工作[1]。近年来,人工智能迅猛发展,逐渐地走进人们的日常生活,并且改变人们的生活方式。作为改变未来的战略性技术,发展人工智能已成为世界各国增强国家竞争力、维护国家安全的重大发展战略,众多国家颁布利好政策,在关键技术、优秀人才等进行了强化部署,目的是想在新一轮国际间竞争中掌握主导权。美国发布了《国家人工智能研发战略规划》等重要报告。我国政府也在2017年7月发布了《新一代人工智能发展规划》。现在人工智能技术已成为政府和科技公司的研发重点,将成为国际间竞争的新的关注点。
  2 人工智能的发展历程
  起始期:1956年夏天,在达特茅斯大学召开的学术会议上,几位杰出的科学家共同研讨如何让机器模拟智能的相关问题,麦卡锡首次提出了人工智能这一术语,从而诞生了人工智能这门新兴学科。
  第一次黄金期:自从达特茅斯会议后,DENDAL化学质谱分析系统、MTCIN疾病诊断和治疗系统、Hearsay-11语言理解系统等专家系统的出现奠定了人工智能的实用性[2],在AI研究初期,麻省理工、卡内基梅隆、斯坦福等大学,都创立了人工智能实验室,并且他们获得政府机构提供的研发资金。70年代后期,费根鲍姆提出了知识工程的概念,专家系统迅速发展,其应用也产生了巨大效益。但是专家系统的获取知识困难等一系列问题逐渐出现,人工智能进入了第一次低谷。
  第二次黄金期:1982年提出的Hopfield神经网络和BT训练算法,又掀起了人工智能的发展热潮,例如语音翻译、语音识别。但是,90年代后期,人们认为人工智能与我们的社会生活很远,所以,在2000年左右人工智能再次进入低谷。
  第三次黄金期:从2006年到现在是人工智能的快速发展期,最近三年更是发展迅猛。飞速发展的原因主要在于GPU的广泛普及,并行处理得以更快、更强大。另外一个原因就是存储容量方面无限拓展,数据可以大规模获得,例如地图、图片、文本、数据信息。
  3 人工智能领域的研究热点
  3.1语音识别。语音识别是一门交叉学科。语音识别是指通过识别及理解过程,使计算机可以将语音信号变换为等价文字信息或命令的技术[3]。人工智能的最终目的是让机器能够产生像人类一样的智能行为,并可以与机器进行语音交流,让机器能够听到,并且能够听明白,就是为机器加一双“耳朵”,因此,语音识别技术就是机器在经过语音识别和语音理解过程后,将语音信号转换成相应的文本或命令的一项技术。
  特征提取技术、模型训练技术、模式匹配准则是语音识别技术的三个主要技术。近五年,语音识别技术取得迅猛进步,并且逐渐应用到日常生活中的很多领域。
  目前科大讯飞是语音识别领域的领头羊,讯飞语音识别技术在国际语音识别大赛全部指标第一。
  3.2自然语言处理。自然语言处理是使用自然语言与计算机进行通信的技术[4],机器能够理解人类的语言,这项技术叫自然语言处理,也可以称为语义理解,就是作为机器来讲,它首先采集的是声音信号,把声音信号转换成文字信号,然后这个文字代表了什么含义,那就是自然语言处理这项技术里面要做的事情。一块是把声音变成文字,另一块是把文字转换成意思,只有这两部分都完成了之后,那么机器才具有听得见、听得懂。搭载了语音识别、和语义理解技术的机器,在不断的学习中优化算法,让机器不仅能够实现听见,还能够听懂,甚至理解你的情绪,语音识别和语义理解技术将广泛应用于我们的生活,金进入家电、通信、汽车电子,医疗,家庭服务等各个领域,人工智能的到来,正让人们的生活发生着飞速的变化。
  3.3计算机视觉。计算机及相关设备通过对生物视觉进行模拟,对采集的图片或视频等信息进行处理以获得相应场景的三维信息,就是计算机视觉。也就是说给计算机加一双“眼睛”,让计算机能看见、看懂,能实时的感知外界环境,并根据采集到的信息做出相应的判断和决策。它融合了神经生理学、计算机网络、物理学、应用数学与统计、信号处理、和认知科学等相关领域的技术。目前,计算机视觉技术已经应用在无人驾驶、文档分析、医疗诊断、军事目标跟踪、自主导航等系统当中。例如Google和百度的无人驾驶汽车技术,微软的AI摄像头监控系统,创业公司Biomio的生物活体检测技术,腾讯的智慧医疗平台-腾讯觅影,成为医生的重要辅助手段。
  3.4机器学习。机器学习是指利用以往的学习经验或已获取的数据,改善计算机程序的性能标准[5]。人工智能的核心就是机器学习,即研究机器如何模拟及实现人类的学习行为,从而获取新的知识或技能,以及将已获得的知识结构进行整合优化,达到改善自身的性能的目标。机器学习有许多算法,包括决策树学习、归纳逻辑程序设计、聚类分析、强化学习、贝叶斯网络等。通过这些算法,可以使得计算机具有智能。其应用遍及人工智能的各个领域。   3.5深度学习。深度学习通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征,以发现数据的分布式特征表示[6]。深度学习迄今已在语音识别、图像理解、自然语言处理、视频推荐等应用领域引发了突破性的变革[7]。震惊世界的韩国九段棋手李世石和谷歌旗下公司DeepMind研发的AlphaGo算法在围棋比赛中,AlphaGo获胜,而AlphaGo正是应用了深度学习算法,这也证明了深度学习算法已达到了超过人类智力水平的高度。
  4 人工智能的应用
  4.1无人驾驶。近些年,人工智能技术日趋成熟,中国在无人驾驶汽车领域与欧美国家之间正在缩小差距,甚至达到了同步发展,2014年12月21日,谷歌宣布其首款成型的无人驾驶原型车制造完毕,2015年瑞士与法国联合制造了无人驾驶公交车,并计划进行为期两年的公路测试,2017年,德国奥迪发布“奥迪AI”新商标,并将人工智能技术应用到奥体A8上,近几年,中国各大车企加大自主研发力度,并陆续推出测试版的无人驾驶汽车,其实,现在汽车上安装的定速巡航自动泊车等等辅助驾驶装置,已经是一定程度上的自动驾驶了,而无人驾驶汽车是完完全全的解放人的双手,甚至是大脑。2018年5月14日,腾讯获深圳首个无人驾驶道路测试牌照,这意味着,腾讯自动驾驶汽车可以在深圳市指定的路段进行公开测试上路。
  4.2智能支付。现如今,外出不带现金已经成为很多人的习惯,一部手机就能轻松完成支付,当外国人还没有使用扫码支付购物时,另一种新的支付方式,即声纹支付和刷脸支付,又在中国率先出现了。外出钱包不用带,不用扫描二维码,甚至不用输密码,通过自己的声音和面孔就可以实现支付。其中,声纹识别是根据生物学特性发展的新技术。例如,支付宝公司在杭州肯德基餐厅就开通了刷脸支付!为全球首次商用。两个长得一模一样的双胞胎也能在几秒钟的时间里很快分辨,而且不出错,应用的技术就是刷眼技术,每个人的眼纹是不一样的,就是眼白部分的血管。刷脸吃饭,刷脸乘车,刷脸住宿,刷脸应用的范围越来越广。
  4.3智慧医疗。智慧医疗就是利用互联网,大数据、云计算、人工智能等技术实现病患与医务人员、医疗设备、医疗机构之间的信息化互动,让医疗行业融入高科技,使医疗行业实现智能化。目前,各大互联网巨头纷纷在智慧医疗领域展开布局。阿里巴巴创立了阿里健康和“医疗云”服务,2017年11月15日,腾讯觅影进入首批国家新一代人工智能开放创新平台名单,首要目标对准医疗影像领域。在食管癌篩查系统和肺结节筛查系统尚,腾讯觅影均可以检测,且检测的准确率在90%以上。今后,通过与医学院校和医疗结构合作,可以检测更多的病种。
  4.4智能家居。智能家居即用先进的技术,集成日常家居生活相关的设施,打造成一个高效的住宅设施以及家居日常事务管理系统,让家庭生活变得更加舒适。智能家居涉及很多方面的家居产品,电视、卫浴、冰箱、空调、门锁等产品无所不包,通过智能化互通为用户服务。一个完整的智能家居系统,不仅仅是某一个设备,而是众多功能各异的家居产品的组合。一个家庭中的用户,也不是某一个人,而是多个用户。智能家居系统的目标是,家居产品之间、产品与人之间、产品与家居系统之间、人与家居系统之间等可以高效智能地协调起来,直至它们可以自学习、自关联、自适应。这些可以依靠人工智能实现。
  相较于按键和触摸屏的交互形式,语音助理硬件更具有便利性,现状声控是智能家居的一个重要入口。各大互联网公司、科技企业纷纷从自身优势切入智能音箱市场中,抢占市场红利。现在市场上的各种品牌的智能音箱,在人工智能领域认为是控制智能家居的入口。智能音箱的重要特点是其与人类的语音交互功能上。人们通过与智能音箱语音互动,让智能音箱理解人们的需求并执行人们需要的服务。阿里巴巴公司的天猫精灵火眼,在视觉认知、情景感知方面性能很好,京东公司的叮咚Play这款智能音箱,有液晶屏幕,且液晶屏达到8英寸,提高了视频通话、人脸识别功能的性能。
  5 结语
  人工智能是引领未来的战略性技术,在互联网、物联网、云计算、大数据、超级计算机的快速发展下,进入了具有深度学习等特性的新阶段。目前,我国的人工智能发展处于爆发突破期,百度、阿里巴巴、腾讯、科大讯飞四家科技巨头的人工智能技术正在赶超发达国家,甚至某些领域的人工智能技术已达世界领先水平。相信人工智能在国家政策的支持下,一定会快速蓬勃的发展,人工智能的各类产品也会走进我们的日常生活,让我们的生活变的更加便捷和智能。
  参考文献:
  [1]胡勤.人工智能概述[J].电脑知识与技术,2010(13):3507-3509.
  [2]林婧.关于人工智能的浅析[J].网络安全技术与应用,2014(10).
  [3]王秀景.语音识别技术研究与实现[D].青岛:山东科技大学,2011.
  [4]王灿辉,张敏,马少平.自然语言处理在信息检索中的应用综述[J].中文信息学报,2007,21(2):35-45.
  [5]Alpaydin E. Introduction to machine learning[M]. Cambridge: MIT Press, 2014: 3.
  [6]孙志军,薛磊,许阳明,王正.深度学习研究综述[J].计算机应用研究.2012(08)
  [7]张军阳,王慧丽,郭阳,扈啸. 深度学习相关研究综述[J].计算机应用研究.2018(7).
  作者简介:李亚男,女,1988.1,山东济南,初级职称,硕士研究生,研究方向:无线传感器网络。
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