一、從模仿自然界的外形到學習自然界的行為
模仿是人類的天性。人類在漫長發(fā)展過程,向大自然學習,首先是模仿自然界的動植物的外形,例如:根據(jù)蝙蝠獨特飛行特點發(fā)明了雷達。根據(jù)蜻蜓通過翅膀振動可生產不同于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流,利用氣流產生的渦流來使自己上升,科學家據(jù)此結構基礎研制成功了直升機。根據(jù)大雁飛行呈扇形的特點排列出機群合適的飛行形狀等等。
之后人類通過進一步學習自然界中深層次行為和思維,開發(fā)了系列智能仿生產品。
二、仿生學帶來的奇特變化
仿生學是近年新興的一個科技前沿學科。它的主要研究方法就是建模,而向智能技術的仿生研究程度大致有3個階段:
1.生物模型:對生物原型進行研究,建立生物模型。
2.計算模型:將生物模型提供的資料進行數(shù)學與信息分析,并將其內在的機理抽象成具有一定意義的計算模型。
3.還要綜合機械、傳感、電子、軟件等等技術來制造出可在工程技術上進行實驗的智能機器。
智能仿生學有許多經典實例:
一是視覺仿生基本原理,模仿老鷹的眼睛制造出了“鷹眼”導彈系統(tǒng);根據(jù)青蛙眼睛見動不見靜的特點發(fā)明了電子蛙眼,廣泛應用于機場監(jiān)控、戰(zhàn)場預警和導彈防御等領域;根據(jù)蒼蠅眼睛可以360度全方位觀察到周圍的動態(tài)發(fā)明了蠅眼照相機。還有復眼視覺系統(tǒng)、蛇類視覺系統(tǒng)等等。
仿生視覺感知計算廣泛應用于工業(yè)機器人、視覺導航、人臉識別、指紋識別和虹膜識別等領域。
二是聽覺仿生基本原理,比如語音識別系統(tǒng)、語音輸入、主意搜索等。語音助手主要應用于人機互動。
以上是根據(jù)視覺識別和語音識別系統(tǒng)來進行智能開發(fā)的案例,以下是根據(jù)人的大腦機能進行的系列智能計算及推理研究。模擬人腦的思維過程、研究仿生推理計算模式是人工智能的重要分支。
模擬人腦的思維過程、研究仿生推理計算模式是人工智能的重要分支。
其中包括三大邏輯推理:
模糊邏輯推理、神經網(wǎng)絡推理和數(shù)理邏輯推理。
根據(jù)人腦的特性開發(fā)制造出了人腦仿生芯片,IBM模仿人腦的運算過程,研究仿生芯片,該芯片由一個集成的內存(模仿突觸)、通信(模仿軸突)和計算(模仿神經元)組成。目標是能夠記憶和學習,并找到知識的相關性,甚至能自行創(chuàng)造知識。
三、神奇的算法
智能時代離不開各類算法。其中有粒子群算法、蜂群算法和蟻群算法,還有免疫算法、模擬退火算法、進化計算法、遺傳算法等等。
我最感興趣的是群體智能算法。
群體智能算法中有許多種類:
首先是蟻群算法,也是最典型的算法。
螞蟻的個體智能是較低的,但螞蟻組成群體后,在覓食過程中,它總能找到從它的食物到它的巢穴最短的路徑。
因為螞蟻它在覓食和回家的過程中,會通過它產生一些外信息素,遺留在它走過的道路中,而這些信息素會隨著螞蟻走過的數(shù)量的增加而濃度增加,而螞蟻又有一種尋著嗅跡前進的特點。濃度越高,說明經過的螞蟻就越多。經過不斷強化,螞蟻整個群體就會以較大的概率來沿著最短的路徑前進。
第二是鳥群,鳥在覓食或飛翔過程中也表現(xiàn)出智能,大雁在遷徙過程中會按照一個非??茖W的一個隊形來飛翔。因為這樣做會最省力。
而一群麻雀在尋找食物時,總能快速地、整體地找到食物,因為它們具有一些相互的通信機制。
第三是魚群,為了逃避天敵時,為了捕食時,也能表現(xiàn)出很高的智能程度。
第四是蜜蜂,蜜蜂筑巢、采蜜時,在它們互相通信時,在回家的路途中,都會表現(xiàn)出很高的社會行為的智能特點。
這些低等生物群體行為卻具有復雜的智能的表現(xiàn),它們的社會群體行為卻具有較復雜的智能行為表現(xiàn),覓食和回家的路上卻能夠表現(xiàn)出自動路徑尋優(yōu)的能力,雖然螞蟻個體的結構和行為簡單,但它的行為卻具有高度的社會化,群體行為能力遠遠超越過了個體行為,
正是有了這些算法,才能真正促進智能化的高速發(fā)展。
四、觸手可及的智能時代
人工智能(ARTIFICIAL INTELLIGENCE),簡稱AI,于1956年于DARTMOUTH學會上提出。名稱來源于雨果·德·加里斯的著作。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。
人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質,并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器,該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來,理論和技術日益成熟,應用領域也不斷擴大。
人工智能可以對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智能是一門邊緣學科,屬于自然科學和社會科學的交叉。涉及像哲學和認知科學,數(shù)學,神經生理學,心理學,計算機科學,信息論,控制論,不定性論等多學科。實際應用于機器視覺,指紋識別,人臉識別,視網(wǎng)膜識別,虹膜識別,掌紋識別,專家系統(tǒng),自動規(guī)劃,智能搜索,定理證明,博弈,自動程序設計,智能控制,機器人學,語言和圖像理解,遺傳編程等。
我們在生活中或多或少地感受到了智能產品帶給我們的方便與驚喜。身邊的智能手機、數(shù)字化電視、智能冰箱、微型無人機、已應用于車站和機場的人臉識別系統(tǒng)。
我們在媒體或新聞中所見到的快遞分揀機器人、廣泛運用于制造業(yè)的機器臂、協(xié)助殘疾人的機器手與機器足、會天氣預報的機器人、會授課的機器人、提供基本服務的機器人、無人駕駛汽車等等。
會寫毛筆字的機器王陽明,還有多次出現(xiàn)于廣告中的機器人“小胖”。
美國福特公司制造出機械臂,幫助產業(yè)工人能長時間舉起重物而減少疲勞感。
在CCTV-4臺晚間新聞里播放的美國波士頓動力公司制造出人形機器人“阿特拉斯”能走“梅花樁”,還能秀后空翻,完成了一段精彩絕倫的體操表演。
2017年11月21日《新聞聯(lián)播》中播放的今年深圳高交會上機器手,它能真切感受咖啡杯的溫度和形狀,并準確地握住、拿起。
《機智過人》節(jié)目中播放的人臉識別系統(tǒng)“深瞳”,能快速在人群中識別目標對象,1秒之間在茫茫人海中(識別距離控制在視覺范圍50米以內)能準確識別出上百張目標對象的面孔。
還有我們國家探月的月球車,智能移動機器人,國防上使用的無人機,是飛翔的機器人等等。
從1997年IBM深藍電腦擊敗國際象棋世界冠軍卡斯巴羅夫,到2016年4月,人類的目光被一只叫“阿法狗”的智能圍棋大師所吸引,它以4:1大勝韓國圍棋高手李世石,之后“阿法狗”的升級版Master再次挑戰(zhàn)世界各大圍棋高手并占據(jù)榜首。
而在前不久,在醫(yī)生束手無策的前提下,IBM的人工智能“沃森”在學習了海量醫(yī)學論文,十分鐘內判斷出一名女性病人患了罕見的白血病,并給予相應的治療方案。
這些都是智能時代的高科技產品給我們的日常生活帶來了翻天覆地的變化。
五、智能時代的喜與憂
(一)智能時代中的喜悅
人工智能的發(fā)展是為了解放人類,提高人類的幸福感。給人類帶來了便捷,讓人類從簡單重復而又繁重的體力勞動中解脫出來,讓人類有更多的時間和精力去從事更深層的思維性、創(chuàng)造性的工作,也能有更充裕的時間去從事自己喜歡的活動和休閑。
(二)智能時代中的憂慮
人們最擔心的問題無非就是:究竟最后的人工智能發(fā)展會不會真的像科幻電影里那些機器一樣,擁有了人類的意識和情感,最終威脅到人類的地位和安全。
當然,為了防止此類情況出現(xiàn),人們也在積極制定一些人工智能道德規(guī)則來防止上述事件的發(fā)生,來杜絕有朝一日機器人會威脅到人類。
每一項技術誕生的背后肯定會有有利的一面也會有不利的一面。其實人工智能也是如此,也是一把雙刃劍,用好了可以幫助人類,就像開始提到的人工智能“沃森”通過學習幫助人類找到治療確診疾病并提出相關的治療方案。用不好的話如同像科幻電影《Her》中的一個機械姬,給人類造成嚴重傷害。
這牽涉到三個現(xiàn)象,
第一個是人工智能大規(guī)?!叭肭帧蔽覀兇蟛糠旨岸鄠€領域,例如制造業(yè)和數(shù)據(jù)分析,它們都正在接管人類同行的工作,在未來的幾十年內,機器可能還會接管70%現(xiàn)有的工作崗位。
第二個現(xiàn)象值得警惕,也就是當代的科技越來越成為只有少數(shù)精英才能完全理解的東西,而大眾則越來越處于信息不對等的狀態(tài)。
第三個現(xiàn)象則是現(xiàn)代人工智能正在模仿人類的學習模式,并且能以人類無法比擬的速度學習和成長。
反而是處于科技智能高速發(fā)展時代的人類,卻因為越來越多地接收到同質化的信息,而使思維和行動的選擇越來越同質化。據(jù)一則微信上所說,搜索引擎可以在幾毫秒之內就找到答案。這就意味著一個人花了16年的人生黃金階段的時間去掌握計算機一秒鐘就可以搞定的事,這會不會意味著在不久的將來,人類不需要去進行記憶甚至是思考,就通過強大的電腦芯片直接接入到人腦就可以實現(xiàn)。這樣來說,對人類是真正的進化還是退步呢?這些都值得我們深思。
六、為了迎接人工智能高速發(fā)展,你準備好了嗎?
人工智能高速發(fā)展,人工智能對自然科學、對經濟的影響和對社會的影響。百度、阿里云、騰訊和科大訊飛4家企業(yè),將分別圍繞自動駕駛、城市大腦、醫(yī)療影像和智能語言等領域,開展建設創(chuàng)新?,F(xiàn)在人工智能專業(yè)成為當今社會的“金餑餑”,在2017年11月22日的“中青報·中青在線”上刊登,企業(yè)為AI專業(yè)的應屆生提供的年薪高達30~50萬,但依然存在人才缺口。
但高度智能化會導致社會巨大變革,許多傳統(tǒng)產業(yè)的消亡,意味著會有大量的低端勞動力(例如股票交易員、助理、秘書以及一些理工科的職位和一些從事重復性勞動的人)會被替代。
要知道,人工智能是解放人類(像那些繁重且危險的工作:高樓外墻清潔工、礦工等),而不是完全替代人類。因為,某些領域是無法替代的(思維領域)。
如何才能不被人工智能輕易取代,這才是我們值得深思的問題。
當今許多新興產業(yè)進一步崛起、發(fā)展。例如:快遞行業(yè)、快速送餐行業(yè)、智能創(chuàng)造行業(yè)及操作管理行業(yè)、大數(shù)據(jù)分析行業(yè)、共享行業(yè)等等。
讓我們不斷學習,及時更新知識、更新思維,緊跟時代步伐,放開視野,努力提升自己專業(yè)水平,努力做那批不容易被替代的人吧!
來迎接新的機遇和挑戰(zhàn)。我們堅信智能發(fā)展未來會更好!
注:本文中涉及概念參考學習課程及百度詞條。