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人工智能的过去现在和未来(供中学生科普)
莫科里与埃克特一起制造了 “ENIAC”(1946年)
• 冯·诺依曼
阿塔纳索夫-贝瑞计算机
1956年夏出席达特茅斯会议的部分代表于50年后重逢
2006,AI 50周年会议(美国) 莫尔,麦卡锡,明斯基,塞尔夫里奇,索罗蒙夫
第一次正式使用了"人工智能(AI)"这一术语,从而开创了人工智 能的研究方向和学科。从此在美国形成了以人工智能为研究目标 的几个研究组,并有了AI的第一个发展期(兴旺期)。
intelligence, AI),它是研究、开发用于模拟、延伸和扩 展人的智能的理论、方法、技术及应用系统 的一门新的技术科学。
通俗的说法:
交叉学科
• 人工的方法在机器(计算机)上实现的智能
目录
一、人工智能的定义
二、人工智能的过去
三、人工智能的现在 四、人工智能的未来
人工智能发展历程
AI的诞生
各种穿戴设备、人—车共驾、脑控或肌控外骨骼机器人、人机协同手 术等实现生物智能系统与机器智能系统的紧密耦合。
人脸识别
无人驾驶共享汽车
智慧城市
虚拟现实(VR)
医疗诊断
用深度神经网络实现皮肤科医生水平的皮肤癌分类(2017.1.25)
他们通过使用深度卷积神经网络,利用129450个临床图 像的数据集,在21位经过认证的皮肤科医生的监督下学 习,完成对角质形成细胞癌、良性脂溢性角化病、恶性 黑色素瘤、普通痣等的识别,诊断准确率达91%以上。
程序,它在1959年击败了Samuel
本人,又在1962年打败了美国一
个州的跳棋冠军而荣获州级冠军。
•
符号积分程序
1963年Slagle发表了符号积分程序SAINT,用86道积分题 做实验(其中54道选自麻省理工学院的大学考题),结 果做出了其中的84道。
• 机器视觉
1965年Roberts编制了可以分辨积木构造的程序,开创了 计算机视觉的新领域。
数据与网络时代(90年代初~现在)
• 网络给AI带来无限的机会 • 知识发现与数据挖掘 • AI走向实用化
1997年5月11日,IBM 深蓝计算机打败了当 时世界国际象棋冠军 加里·卡斯帕罗夫, 这成为了载入史册的 历史性事件。
2011年,Watson在美国最受欢迎的智力问答 电视节目《危险边缘》(Jeopardy)中亮相, 一举打败了人类智力竞赛的冠军。
困难重重
• 从神经生理学角度研究AI的人发现他们遇到
了几乎是不可逾越的困难:以电子线路模拟 神经元及人脑都并没有成功。
• 人的脑子有1011(千亿)以上的神经元,生
理学家认为,每个神经元可能不只是一个信 息存储转送单位,而是一台完整的自动机, 当时的计算技术要把1011(千亿)台机器组 成一个联合运行的网络是不可能的。
顶天立地
人工智能研究人员开始做“顶天立地”的工 作。
• “顶天”是指研究和解决AI的一系列关键技
术问题,例如常识性知识表示、非单调推理、 不确定推理、机器学习、分布式人工智能、 智能机器体系结构等基础性研究,以期取得 突破性进展。
• “立地”是指研究人工智能的实际应用,特
别是专家系统、自然语言理解、计算机视觉、 智能机器人、机器翻译系统都朝实用化迈进。
新的神经元网络时代(80年代中~90年代初)
• BP网(算法),解决了多层网的学习问题 • Hopfield网,成功求解了货郎担问题 • 存在问题:
• 理论依据 • 解决大规模问题的能力
网络化、智能化 • 90年代,计算机发展趋势为等主流技术相 结合,并融合在主流技术之中,旨在使计算机更聪 明、更有效、与人更接近。
1956达特矛斯 会议,“人工智 能”正式诞生 搜索式推理 聊天机器人 专家系统 知识工程 五代机 神经网络重生 摩尔定律 统计机器学习 AI广泛应用 深度学习
乐观思潮
人工智能
孕育期
电子计算机 机
器翻译与NLP 图灵测试 计算 机下棋 早期神
1956
1974
1980
1987
1993
2006
2016
所有的AI程序 都只是“玩具” 运算能力 计算复杂性 常识与推理
年 ,机器的智能就可以超过人了。
危机
此时,兴奋的人们并未意识到初期的研究虽然很有 成效,但并未抓到本质,危机正潜伏在初战告捷的 欢乐中。
萧条波折期(1967年-70年代初期)
当人们进行了比较深入的工作后,发现人工智能研究碰到的困 难比原来想象的要多得多。
困难重重
Samuel的下棋程序当了州冠军之后没 能进一步当上全国冠军更不要说世界 冠军。65年世界冠军Helmann与 Samuel的程序对弈了四局获得全胜, 仅有的一个和局是因为世界冠军“匆 忙地同时和几个人对弈”的结果;
此后包括英国、苏联、中国在内的许多国家纷纷开展机器翻 译的研究。
• 定理证明
利用计算机证明数学定理是又一项大胆的设想。
• 1956年,Newell,Shaw和Simon给出了一个称为“逻辑机器”的程序,证明
了罗素、怀德海所著《数学原理》中的许多定理,这标志着自动定理证明的 开端。
• 1959年,Gelernter给出了一个称为“几何机器”的程序,能够做一些中学的
在人工智能研究领域,Yann LeCun、Geoffrey Hinton 和Yoshua Bengio一直被公认为深度学习三巨头。
弱人工智能
弱人工智能是擅长于单个方面的人工智能。比如有 能战胜象棋世界冠军的人工智能,但是它只会下象 棋,你要问它怎样更好地在硬盘上储存数据,它就 不知道怎么回答你了。
第一个兴旺期(1956-1966年)
一些较有代表性的工作:
• 机器翻译 • 定理证明 • 博弈
……
• 机器翻译
从语料库大量的翻译实例中自动学习翻译知识,然后 利用这些翻译知识自动翻译其他句子。
里程碑事件:
• 1953年,美国乔治敦大学组织了第一次机器翻译的实际实验。 • 1954年7月,IBM公司在701计算机上做了俄译英的公开表演。
困难重重
问题求解中的组合爆炸问题,例如 国际象棋走第一步有10120种可能, 用原有的计算机速度要1090年,而 宇宙的年龄是1010年,所以有人讲, 计算机下棋走第一步要走到“世界 的末日”,由此可见不能光靠把所 有可能性存入计算机,而要研究人 的思维方法。
敢问路在何方?
这一切都说明:由于50年代的盲 目乐观和期望值过高,没有充分 估计困难,没有抓到本质,因此, AI的发展要比平时慢得多,而且 遇到了严重的困难。
扫地机器人
强人工智能
人类级别的人工智能。强人工智能是指在各 方面都能和人类比肩的人工智能,人类能干 的脑力活它都能干。创造强人工智能比创造 弱人工智能难得多,我们现在还做不到。
超人工智能
牛津哲学家,知名人工智能思想家Nick Bostrom 把超级智能定义为“在几乎所有领域都比最聪明 的人类大脑都聪明很多,包括科学创新、通识和 社交技能。”超人工智能可以是各方面都比人类 强一点,也可以是各方面都比人类强万亿倍的。
谷歌的科学家们做了一个尝试。由于单张切片的照片过于庞大,他们将这些图像分割成了数 万至数十万个128x128像素的小区域,每个小区域内可能含有数个肿瘤细胞。随后,他们提供 了许多肿瘤组织与正常组织的病理切片,供人工智能学习。最终,这款人工智能掌握了一项 像素级的技巧——它能分辨出单个小区域内被标注为“肿瘤”的像素,从而将整个小区域标 注为“肿瘤区”。这能有效将肿瘤组织与健康组织区分开来。
• 机器翻译研究全面复苏并从实验室走向实用走向市场。 • 数百家计算机公司卷入了计算机视觉系统的研制,已有很多可以满足简
单的视觉应用的商用产品面世。
• 智能机器人的研制形成高潮。
否定之否定规律---再次反思
十年过去了,日本的第五代机计划未能达到 预期效果而不了了之。八十年代中期、后期, 人们想研究通用的智能机器或专家系统的设 想或计划开始出现危机,引起反思。
面向知识图谱的搜狗搜索技术
Deepmind已为谷歌挣钱
DeepMind的软件控制着数据中心的风
扇、制冷系统和窗户等120个变量,
使谷歌的用电效率提升了15%,几年 内共为谷歌节约电费数亿美元。
DeepMind算法减少了40%用于冷却 的电量,即整体用电量效率提升15%
人机一体化技术导向混合智能
困难重重
已过去了十年,计算机并未证明出重要的人还未证明出的定理
困难重重
最糟糕的还是机器翻译,最初采用的主 要办法是依靠一部词典的词到词的简单 映射方法,结果没有成功,还出现了笑 话,如英语和俄语之间的翻译:句子 “out of sight, out of mind(眼不见 心不烦)”译成俄文时却成了“又瞎又 疯”;
• 超人工智能——上帝
谷歌人工智能程序阿尔法围棋(ALPHAGO)是基于深度学习技术研究 开发的。为了测试阿尔法围棋的水平,谷歌于2016年3月份向围棋世 界冠军、韩国顶尖棋手李世石发起挑战,最终以4-1胜出。
• 2017 年 5 月 ,AlphaGo Master 战胜世界冠军柯洁。 • 2017 年 10 月 18 日 ,DeepMind 团队公布了最强版本 AlphaGo, 代号 AlphaGo Zero。
• RI系统用作VAX计算机的组装每年为DEC公司节约2000万美元; • 斯坦福大学1976年开始研制的用于地质勘探的专家系统PROSPECTOR在
1982年预测了华盛顿州的一个勘探地段的钼矿位置,其开采价值超过了 一亿美元;
• 由于智能机器人和第五代计算机研制计划的产生,使人工智能研究从萧
条期转入第二个兴旺期并进入黄金时代。
目录
一、人工智能的定义
二、人工智能的过去
三、人工智能的现在 四、人工智能的未来
大数据+云计算+深度学习