【摘要】當前,人工智能領域處于第三次浪潮的初始階段,這一波人工智能的發展主要受到大數據、機器學習尤其是深度學習技術的推動。人工智能技術在智能醫療、自動駕駛、金融科技等領域有著很好的發展前景,同時也開始同社會公益相結合,未來各國人工智能的發展應該更注重高素質人才的培養。
【關鍵詞】人工智能 機器學習 大數據 【中圖分類號】TP29 【文獻標識碼】A
人工智能(Artificial Intelligence,以下簡稱“AI”)亦稱機器智能,是指由人制造出來的機器所展現出來的智能。盡管“人工智能”的概念于1956年才首次被提出,但人工智能領域的起源可以追溯到20世紀40年代。從那時起,人工智能研究經歷了多次的跌宕起伏,直到20世紀90年代后期才開始出現加速發展,主要因為研究人員開始更加關注現實世界的AI子問題和子應用,例如圖像識別、語音識別和醫學診斷等。
人工智能領域現處于第三次浪潮的初始階段,更加注重解釋性和通用人工智能技術
據《美國國家人工智能研究和發展戰略計劃》分析,從技術角度來看,AI研究已經歷了三次浪潮。第一次浪潮開始于20世紀80年代,主要是基于規則的專家系統的研究與開發。專家系統是一個具有大量專業知識與經驗的程序系統,根據某個領域一個或多個人類專家提供的知識和經驗進行推理和判斷,模擬人類專家的決策過程,以解決那些需要專家決策的復雜問題。此類系統推理可成功應用于狹義問題,但其并不具備學習或處理不確定性問題的能力。然而,它們仍然取得了巨大的成功,并且在今天的技術發展中仍然非?;钴S。第一次浪潮產生了很多里程碑式的系統,例如XCON(1980)、IBM的深藍(1997)與DARPA的CALO(2003)等。第二次浪潮始于21世紀,其表現特征是機器學習的崛起。特別是大數據、大規模并行計算和增強的學習算法三者之間相互促進與發展,使得AI在諸如圖像和書寫識別、語音理解和人類語言翻譯等任務上取得了較大的進步。例如在一個人類識別錯誤率為5%的圖像識別挑戰中,最好的AI系統(2015)可以將錯誤率降低到3.5%。相比于第一次浪潮,里程碑的步伐越來越快,產生了trivia(2011)、Atari games(2013)、圖像識別(2015)、語音識別(2015)、AlphaGo(2016)等系統,并廣泛地應用到我們生活中的各種場景。盡管在特定任務上人工智能取得了長足的進步,但人工智能系統仍然有其局限性。幾乎所有AI系統都是針對特定任務的“狹義人工智能”問題而研發的,而在各種認知領域能夠發揮有效作用的“廣義人工智能”方面取得的進步相對不大。因此,人工智能領域現處于第三次浪潮的初始階段,更加注重解釋性和通用人工智能技術。
在目前,世界各國政府和企業投入大量的人力和物力開展新一代人工智能的研究。2016年,美國制定了全球首份國家層面的人工智能發展戰略計劃《美國國家人工智能研究和發展戰略計劃》;英國相繼發布《機器人技術和人工智能》和《人工智能:未來決策制定的機遇與影響》兩份報告,將人工智能列為“重中之重”;歐盟也推出了《歐盟機器人研發計劃》;2017年,中國正式發布了《新一代人工智能發展規劃》,從戰略態勢、總體要求、資源配置、立法、組織等各個層面闡述了中國人工智能發展規劃,為中國人工智能產業明確了“三步走”發展路線。除了政府投入,各國的企業也投入大量的資金開發人工智能技術與行業應用。例如,在無人駕駛方面,美國的Google、Mobileye和中國的百度均已開發相應的系統并進行了試用。
這一波人工智能的發展主要受到大數據、機器學習,尤其是深度學習技術的推動。人工智能技術的現狀可以從三個層次來分析。一是基礎支撐層:這一輪人工智能技術成功的三大因素分別為大數據、計算力和新模型??梢哉f,大數據為人工智能的發展提供了燃料。最近幾年,新的增強算法模型極大地提高了機器學習的能力。 這方面的典型代表就是深度學習,通過神經網絡的多層疊加,深度學習模型表現出了遠超過前一代神經網絡的學習能力,在監督學習、非監督學習和強化學習等任務上都有很好的表現。
二是平臺框架層:目前谷歌、Facebook、微軟、百度和亞馬遜等互聯網公司,以及加州大學伯克利分校、加拿大蒙特利爾大學等高校都推出了自己的深度學習框架。期待通過少許的定制和部署就可以應用先進的深度學習技術,從而大大減輕開發者和企業的負擔,降低深度學習的門檻,推動這一波人工智能技術向各個領域發展。
三是領域技術層:當前,人工智能技術已經應用到各個領域。根據問題領域的不同,主要技術包括:計算機視覺。目前比較成熟的技術包括人臉識別技術,在這一領域已經涌現出商湯科技、曠世科技等一批有影響力的創業公司,以及一些實際的應用,如百度人臉閘機正在首都機場試運行,阿里巴巴的人臉識別技術已經用于支付領域等;自然語言處理。相關技術已經廣泛用于翻譯軟件(如有道翻譯)、搜索引擎、問答系統(如知乎)、輿情分析、自動應答等領域;語音識別。以蘋果Siri、微軟Cortana和谷歌Google Now為代表的語音助手已經進駐了用戶的手機和電腦。以Amazon Echo為代表的智能音箱已經占據了數以萬計的用戶家庭。這些設備的核心技術之一就是語音識別技術。