人工智能小科普

如果有人问2017年科技界最入门的词汇是什么，我想很多人的答案都是人工智能。伴随着国务院发布的《新一代人工智能发展规划》和《新课标》的发布，编程教育和人工智能教育一下子被推到了风口浪尖。面对新时代的挑战和要求，当今的青少年已经成为享受人工智能红利的主力军。那么，在未来二三十年中，人工智能将会怎样影响人们的生活，人工智能会给人们的生活带来怎样的变革呢？

一、什么是人工智能？

人工智能是由英文artificial intelligence翻译而来，因此缩写为AI。简而言之，人工智能就是让机器具备人的思维，或者说就是生物（人，动物）的自然智能在计算机上得到实现。目前，我们看到的人工智能大多为“问题特定型”人工智能，或者叫做“专用型”人工智能。前不久震惊世界的“阿尔法狗”就属于这种。虽然“阿尔法狗”能够在围棋领域打败世界冠军，但是它却不能够完成其他工作。

2006年达特茅斯会议当事人重聚，左起：摩尔、麦卡锡、明斯基、塞弗里奇、所罗门诺夫

二、达特茅斯会议

人工智能一词早在1956年就已经被提出，在当时看来是一群不食人间烟火的人讨论着那些遥不可及的事情。而这些人中就包括了，马文·闵斯基和克劳德·香农。闵斯基被人们是“人工智能”之父，而香农则是信息论的创始人。当年在达特茅斯的会议也被后人们认为在人工智能的发展史上具有起源和里程碑的意义。在那次会议中，一个10人小组就人工智能开展了初步的研究，他们确定目标则是让机器能够使用语言、理解语言，并尝试用机器解决一些只有人类才能够解决的问题。

“感知机”Perceptron的神经网络模型

神经网络研究的后一个大突破是1957年。康奈尔大学的实验心理学家弗兰克·罗森布拉特在一台IBM-704计算机上模拟实现了一种他发明的叫作“感知机”（Perceptron）的神经网络模型。这个模型可以完成一些简单的视觉处理任务。

三、深度学习

深度学习是神经网络技术的一种。其最大的特点是，只要输入数据，神经网络就可以自动将数据群的特征提取出来。深度学习不需要人为操作，而是由神经网络自动提取特征。由此可见，深度学习需要大量数据作为支持。几年来，随着互联网和大数据技术的不断发展，深度学习也有了更多的数据可以输入，所以也为人工智能的快速发展提供了可能。

在阿尔法狗和李世石的围棋大战中，阿尔法狗就是利用深度学习的技术，将棋盘和棋谱进行输入，机器进行特征提取进行深度学习。同样的，深度学习还可以运用在绘画领域，将画家的作品作为数据进行输入，人工智能在深度学习技术的支持下可以提取出画作的特点，并进行学习。深度学习最为擅长的领域的图像的识别，或者说是对无法形成符号的数据进行识别。当然，这样的图像识别技术需要计算机硬件的不断提升作为前提。因此在深度学习技术中常常会用到支持计算机游戏和图形产业的GPU。

四、强化学习

所谓强化学习实际上是一种不断试错的过程，在试错的过程中将正确的行为记录下来，并不断强化。在强化学习中，学习的线索的报酬，报酬也就是对结果的评价。因此如何确定报酬将会很大程度上影响强化学习的结果。

举例来说，在格斗游戏中，让人操作的人物与人工智能操作的任务进行对战。起初，人工智能并不知道如何击败人类，只是随机的进行出拳和出腿，而在这样一个强化学习的过程中，人工智能将击中对手“减血”作为报酬。两者在对战的过程中，人工智能偶尔会获得报酬，也就是成功击打对手，造成对手“减血”，此时人工智能会将这种情况进行记录和强化。在不断的对战过程中，人工智能会不断积累，最终战胜人类操作的人物。

2016世界人工智能大会上对人工智能发展规划的报告现场

五、生活中的人工智能

1、无人驾驶

在今年的春节晚会中，我们看到了许多无人驾驶的汽车在路面上行驶。这种无人驾驶在未来的几十年中，也许将成为我们生活的一个重要组成部分，司机的职业也可能会消失。回顾无人驾驶的历史，我们可以追溯到2004年，美国国防部的一项研究计划，邀请众多企业研发无人驾驶车辆。这项计划对无人驾驶的推动起到了重要的作用。

人工智能的一个特点是具有很强的自律性，它们会严格遵守各种规则。在无人驾驶过程中，自律性也是非常重要的，可以保证无人驾驶的汽车在交通法规的要求下进行行驶。无人驾驶的过程有点像我们经常参与的机器人活动，汽车要经历感知、判断、执行三个阶段，只不过无人驾驶中所使用的激光雷达、360全景摄像机精度要更高，处理速度也要更快。

2、智慧城市

智慧城市是许多城市建设过程中要实现的一个目标，所谓智慧城市就是要让城市别的更加智能化。在城市的街道中布设摄像头，可以对街道进行时时监控，可以在第一时间发现特殊事件，例如，火灾、非法集会等。通过数据的采集和分析，能够计算出城市的各个区域在不同时间段的用电需求，从而更加合理的分。

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