人工智能领域经典论文【人工智能领域论文】
论文1人工智能领域
人工智能的研究领域及其社会影响
社会发展的历史就是技术进步的历史。社会发展为人工智能提供了良好的外部环境,人工智能促进社会发展。在介绍人工智能基本含义的基础上,概述了人工智能的研究和应用领域,从不同角度阐述了人工智能的发展对社会的深刻影响。
关键词:人工智能;研究领域;社会影响;专家系统
随着网络技术和通信技术的发展,人工智能以其强大的渗透力进入社会生活的各个领域,极大地改变了社会面貌,深刻地改变了人们的思维和行为。探索人工智能对人类进步的影响,对推动人工智能发展和人类进步具有重要意义。
一、人工智能的含义
人工智能又称机器智能,是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等学科相互渗透发展起来的一门综合性学科。从计算机应用系统的角度来看,人工智能是研究如何使智能机器或智能系统模拟人类智能活动,从而延伸人类智能的一门科学。
人工智能领域的研究正式从1956开始。今年在达特茅斯大学举行的一次会议上正式使用?人工智能?术语(人工智能)。在随后的几十年里,人们从问题求解、逻辑推理和定理证明、自然语音理解、游戏、自动编程、专家系统、学习和机器人学等角度进行研究,建立了一些具有不同程度人工智能的计算机系统。例如,它可以求解微分方程,设计和分析集成电路,合成人类自然语音,进行信息检索,为语音识别和手写识别提供多模式接口,应用于疾病诊断的专家系统,控制航天器和水下机器人,更贴近我们的生活。我们熟悉的IBM?深蓝?在棋盘上击败象棋大师卡斯帕罗夫就是一个突出的例子。
当然,人工智能的发展并不是一帆风顺的,也因为计算机计算能力的限制,无法模仿人脑的思维,与实际需求差距太远而进入低谷。然而,随着硬件和软件的发展,计算机的计算能力正呈指数级增长。同时,蓬勃发展的网络技术保证了计算机有足够的条件运行一些要求更高的AI软件,现在AI有了更多的实际应用基础。从1990开始,人工智能的研究达到了一个新的高潮。一方面是因为人工智能理论的新进展,另一方面是因为计算机硬件的飞速发展。随着计算机速度的不断提高、存储容量的不断扩大、价格的不断降低以及网络技术的不断发展,许多以前无法完成的任务现在都可以实现。
在人工智能的发展中,形成了几个流派,主要的两个流派是符号主义和联结主义。象征主义,又称逻辑概括派、心理学派或计算机学派。其原理主要是物理符号系统(即符号操作系统)假说和有限理性原理,代表人物是纽维尔和西蒙。大量的传统人工智能研究都是在这个学派的推动下进行的。联结主义认为人工智能源于仿生学,尤其是对人脑模型的研究。其代表成果是生理学家麦卡洛克和数学逻辑学家皮茨于1943年创立的大脑模型——MP模型,开创了电子设备模仿人脑结构和功能的新途径。在这个学派中,有一个著名的模式识别理论。20世纪80年代末,神经网络迅速崛起,在语音识别和图像处理方面取得了巨大成功。
二、人工智能领域的研究与应用
(1)模式识别。随着计算机硬件的快速发展和计算机应用领域的不断发展,迫切要求计算机能够更有效地感知人类用来发展自身和改造环境的声音、文字、图像、温度、振动等信息材料。但目前计算机还不能直接感知它们。键盘和鼠标等外部设备对如此多样的外部世界无能为力。即使是电视摄像头和麦克风,由于其识别技术较低,计算机并不真正知道记录的是什么信息,其对外部世界的感知能力较低,成为开发计算机应用的狭窄瓶颈。因此,以拓宽计算机应用领域、提高计算机感知外部信息能力为重点的学科模式识别得到了迅速发展。
(2)自然语言理解和机器翻译系统。语言处理是人工智能最早的研究领域之一。人与人之间用语言交流,建立一个可以生成和的系统,是一件很简单的事情?明白吗?即使只有几个单词的计算机系统也是非常困难的。因为它传达了某种观点?思维结构?它需要一个庞大的与这个思维结构相关的公共思维结构,就像一个人一样,它需要语境知识,并能根据这些知识进行推理。自然语言理解最重要的成果就是机器翻译。目前机器翻译真正投入市场还有两大问题:一是准确率。由于科技文献和文学作品中的专业术语较多,需要专家进行译前处理和译后校正;第二是翻译的速度。翻译需要庞大的字体系统,有效快速的搜索是需要解决的问题之一。如何减少翻译前的处理和翻译后的修改时间也是一个需要解决的问题。
(3)自动编程。对自动编程的研究不仅可以促进半自动软件开发系统的发展,还可以使通过修改自己的代码进行学习的人工智能系统得到发展。程序理论的研究工作对于人工智能的所有研究工作都是非常重要的。我们指的是哪种自动编程?超级编译器?,或者可以在很高的层次上描述程序想要达到的目的,并且可以从这个程序中产生所需的新程序的程序。这种高层次的描述可能是形式语言中精辟的陈述,也可能是松散的描述,需要系统和用户进一步对话,澄清语言的歧义。自动编程研究的一大贡献就是把调整概念作为一种解题策略。
(4)专家系统。专家系统是具有专门知识的智能计算机程序系统。它利用人工智能技术,根据某一领域一个或多个专家提供的知识和经验进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,解决需要该领域专家解决的问题。专家系统一般由数据库和推理机组成。近年来,在专家系统的研究中,已经有了应用人工智能技术解决实际问题的成功例子。比如?故障诊断系统?本系统设计了一个计算机界面,可以进行人机交互。机器?对话?用户与专家系统之间的咨询对话,就像用户与拥有该领域知识和经验的专家之间的对话,解释和回答用户的问题。此外,还有信息检索系统、数据分析系统和结构优化设计系统。
专家系统开发的关键是如何表达和使用专家知识,即如何建立数据库,以及如何将来自人类专家的已被证明有助于解决相关问题的典型案例符号化,然后输入计算机。专家系统不同于过去的一些计算机系统。它是一个主要处理符号的计算机程序系统。一般没有算法解,结论往往是在一些不完整、不准确、不确定的信息基础上得出的。(5)智能机器人。智能机器人是人工智能研究的另一个重要领域,包括操作机器人设备程序的研究。到目前为止,虽然已经建立了一些复杂的机器人系统,成千上万的机器人在行业中运行,但这些都是简单的设备,根据预先编制的程序执行一些重复的任务,大多数机器人只能?操?不能?看到了吗?,不就有了?智慧?。如何捕捉和处理视觉信息,开发能够识别图像和声音并进行拟人推理的机器人,是人工智能的另一个非常活跃的领域。人工智能的研究促进了机器人研究和机器人学的发展。另一方面,对智能机器人的研究促进了许多人工智能思想的发展。智能机器人的研究和应用反映了广泛的学科,涉及许多课题。机器人已广泛应用于各种工业、农业、商业、旅游、海空、国防等领域。
(6)智能控制。人工智能的发展促进了自动控制向智能控制的发展。智能控制是一种不需要人为干预就能独立驱动智能机器实现目标的自动控制。它是自动控制的最新发展阶段,也是用计算机模拟人类智能的重要研究领域。智能控制是一个混合控制过程,既有非数学的广义世界模型,又有以知识表示的数学公式模型,往往是一个具有复杂性、不完全性、模糊性或不确定性,没有已知算法的非数学过程,求解过程以知识推理为指导。
第三,人工智能对人类社会的影响
随着计算机技术的快速发展和广泛应用,人工智能的思想和技术对人类的影响越来越大。人工智能的发展将对人类社会产生深远的影响,并将深入到人类社会的方方面面。
(一)人工智能的发展改变了人类的社会观。
1,财富快速增长。从财富的多少来看,由于计算机、控制论和自动化技术的发展,自动化程度正在迅速提高。同样数量的劳动力,在同样的工作时间内,可以生产出比过去多几十倍甚至上百倍的产品。从财富质量来看,由于计算机的普及和应用,新兴产业以前所未有的速度和规模发展。
2.人际交往日益密切。现在任何一个有社会制度的国家,由于人工智能的发展,生产的社会化程度与日俱增,增加了人际交往的频率,缩短了距离。互联网把整个世界连接成一个整体。在这种条件下,生产、贸易、金融、教育、政治和信息的国际化将使人们之间的联系更加密切。
3.信息迅速增加和更新。人工智能的发展为人们存储和处理信息提供了便利。一方面,人们每天使用计算机输入大量信息,使得信息量呈几何级数增长;另一方面加快了信息的更新。人们利用计算机输入、生成和输出的大量信息来加速存储在载体上的信息的贬值。人们总是期待着最新的信息被传递。为了满足这种需求,越来越多的人进一步收集和输入新的信息。
(2)人工智能的发展改变了社会结构。人们一方面希望人工智能和智能机器能代替人类从事各种劳动,另一方面又担心其发展会引发新的社会问题。事实上,近十年来,社会结构正在悄然发生变化。人?机器的社会结构最终会是人类?智能机?机器的社会结构。智能机器人是智能机器的一种。从发展的角度,从医院看病?医生?,护理病人?护士?宾馆,饭店,商店的服务员,上班族?秘书?,指挥交通?警察?对家庭?办公室男孩?然后呢。保姆?等等,都将由机器人来服务。因此,人们将不得不学会与智能机器和谐相处,并适应这种变化了的社会结构。
因为人工智能可以代替人类进行各种脑力劳动,比如用专家系统代替管理者或医生做决策,诊断或治疗病人的疾病。因此,有些人将不得不换工作,甚至失业。人工智能在科学技术和工程中的应用,会使一些人失去介入信息处理活动(如规划、诊断、理解和决策)的机会,甚至不得不改变工作方式。
(3)人工智能的发展提高了社会的经济效益。人工智能系统创造了可观的经济效益,专家系统就是一个典型的例子。随着计算机价格的不断下降,人工智能技术将得到进一步推广,并产生更大的经济效益。一个成功的专家系统能给其建设者、所有者和使用者带来明显的经济效益。在没有经验丰富的专家的情况下,使用更经济的方法来执行任务,可以大大减少人工费用和培训费用。由于软件易于复制,专家系统可以广泛传播专家知识和经验,普及有限数量的昂贵的专业人员的知识。
如果保护得当,软件可以长期完好无损;所以人类专家的经验是可以延续的。不受人类专家寿命的限制,这又是一笔巨大的财富。各个领域的专业人员(如医生)很难同时保持最新的实用建议(如治疗方案和方法),但专家系统可以快速更新和保存这些建议,从而使最终用户(如患者)受益。
(4)人工智能的发展改变了人类的思维方式。人工智能是人类理性活动的产物,它延长了人的思维活动,有利于人的正确思维,有利于人应用正确的思维方法。人工智能的运行是遵循客观规律的,所以要求人们在应用和发展中采取务实的态度,一点也不虚假,用脑子思考,一点也不感情用事。人工智能的发展、普及和应用,将影响人类的思维方式和传统观念,使之发生变化。比如传统知识通常印刷在书籍、报纸或杂志上,所以是固定的,而人工智能系统的知识库是可以不断修改、扩充和更新的。再比如,专家系统的使用者一旦开始相信系统(智能机器)的判断和决策,就可能不愿意多思考,变得懒惰,对很多问题及其解决任务失去责任感和敏感性。那些过分依赖计算器的学生,他们的主动思维能力和计算能力也会明显下降,并增加误解。在设计和开发智能系统时,我们应该考虑上述问题,尽力鼓励用户解决问题的主动性,让他们的智能积极参与到问题解决过程中。
(5)人工智能的发展改变了人们的生活方式。随着人工智能的发展,人类的活动方式发生了突变。网络加强了人们的横向联系。随着网络技术的飞速发展,人们的联系方式发生了变化。就主从关系而言,以前主要是自上而下。金字塔管理?,现在突出了?网络管理?。就平等接触而言,以前接触的频率由距离决定,现在可以超越时空,由兴趣决定。
人工智能的应用主要遵循两个方面:深入的内涵和延伸的外延。首先,内涵深刻表现在仿真的发展上,结构仿真大多受技术限制,功能仿真主要靠开发软件。现在全世界每年都有几十万个成熟的软件推向市场,无论是商务还是娱乐都改变了人们单调的工作生活模式;其次,外延主要是人工智能与其他技术的结合,光子、超导、激光计算机是人工智能发展的新出路。在社会的广阔领域,人工智能借助机电光声技术,提供电子排版系统、电视节目编辑器、复印机、学习机、家庭影院、音乐喷泉、b超检查、CT检查、机器人,给人们的生活带来新气象。