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人工智能的发展现状与我对人工智能的认识期末论文

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人工智能的发展现状与我对人工智能的认识

一.人工智能学科的认识

1. 人工智能简介

摘自百度人工智能(Aritificial Intelligence, AI)是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能的目的是模拟人的意识、思维的信息过程。就目前来说,该领域的主要研究方向包括:机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等,用来替代人类实现识别、认知、分类和决策等多种功能。 MIT教授认为人工智能是针对思想,感知,行动的支持模型建立的表示系统。在我看来,对人工智能的学习,更是对人思维模型的认识与探索。 2. AI简史

埃达 洛夫莱斯是世界第一位编程师,她说:“分析引擎不呢个自命不凡,认为无论什么问题都能解决。”这个观念流传至今,仍在AI领域发挥着不可撼动的地位。

人工智能的诞生注定是不凡的,在20世纪40年代和50年代,来自不同领域(数学,心理学,工程学,经济学和政治学)的一批科学家开始探讨制造人工大脑的可能性。1956年,人工智能被确立为一门学科。综合复杂知识领域的交错,让人工智能的发展也举步维艰。、

是从宏观的角度来讲,人工智能的历史按照所使用的方法,可以分为两个阶段,分水岭大概在1986年神经网络的回归——

在前半段历史中,我们主要使用的方法和思路是基于规则的方法,也就是我们试图找到人类认知事物的方法,模仿人类智能和思维方法,找到一套方法,模拟出人类思维的过程,解决人工智能的问题。

后半段的历史,也就是我们现在所处的这个时期,我们主要采取的方法是基于统计的方法,也就是我们现在发现,有的时候我们不需要把人类的思维过程模拟出一套规则来教给计算机,我们可以在一个大的数量集里面来训练计算机,让它自己找到规律从而完成人工智能遇到的问题。、

以下则是人工智能的发展历程:

一是起步发展期:1956年—20世纪60年代初。人工智能概念提出后,相继取得了一批令人瞩目的研究成果,如机器定理证明、跳棋程序等,掀起人工智能发展的第一个高潮。

二是反思发展期:20世纪60年代—70年代初。人工智能发展初期的突破性进展大大提升了人们对人工智能的期望,人们开始尝试更具挑战性的任务,并提出了一些不切实际的研发目标。然而,接二连三的失败和预期目标的落空(例如,无法用机器证明两个连续函数之和还是连续函数、机器翻译闹出笑话等),使人工智能的发展走入低谷。

三是应用发展期:20世纪70年代初—80年代中。20世纪70年代出现的专家系统模拟人类专家的知识和经验解决特定领域的问题,实现了人工智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突破。专家系统在医疗、化学、地质等领域取得成功,推动人工智能走入应用发展的新高潮。

四是低迷发展期:20世纪80年代中—90年代中。随着人工智能的应用规模不断扩大,专家系统存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理方法单一、缺乏分布式功能、难以与现有数据库兼容等问题逐渐暴露出来。

五是稳步发展期:20世纪90年代中—2010年。由于网络技术特别是互联网技术的发展,加速了人工智能的创新研究,促使人工智能技术进一步走向实用化。1997年国际商业机器公司(简称IBM)深蓝超级计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,2008年IBM提出“智慧地球”的概念。以上都是这一时期的标志性事件。

六是蓬勃发展期:2011年至今。随着大数据、云计算、互联网、物联网等信息技术的发展,泛在感知数据和图形处理器等计算平台推动以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展,大幅跨越了科学与应用之间的“技术鸿沟”,诸如图像分类、语音识别、知识问答、人机对弈、无人驾驶等人工智能技术实现了从“不能用、不好用”到“可以用”的技术突破,迎来爆发式增长的新高潮。

人工智能专业的特色

AI领域的分支

人工智能研究的领域主要有五层,

最底层是基础设施建设,包含数据和计算能力两部分,数据越大,人工智能的能力越强。

往上一层为算法,如卷积神经网络、LSTM 序列学习、Q-Learning、深度学习等算法,都是机器学习的算法。

第三层为重要的技术方向和问题,如计算机视觉,语音工程,自然语言处理等。还有另外的一些类似决策系统,像 reinforcement learning(编辑注:增强学习),或像一些大数据分析的统计系统,这些都能在机器学习算法上产生。

第四层为具体的技术,如图像识别、语音识别、机器翻译等等。

最顶端为行业的解决方案,如人工智能在金融、医疗、互联网、交通和游戏等上的应用,这是我们所关心它能带来的价值。

而就目前来讲,智能接口、数据挖掘、主体及多主体系统是人工智能研究的三个热点。

(一)智能接口技术是研究如何使人们能够方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,智能接口技术的研究既有巨大的应用价值,又有基础的理论意义。目前,智能接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音识别、语音合成、图像识别、机器翻译及自然语言理解等技术已经开始实用化。

(二)数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但是又潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘和知识发现的研究目前已经形成了三根强大的技术支柱:数据库、人工智能和数理统计。

(三)主体系统是具有信念、愿望、意图、能力、选择、承诺等心智状态的实体,比对象的粒度更大,智能性更高,而且具有一定的自主性。主体试图自治、独立地完成任务,而且可以和环境交互,与其他主体通信,通过规划达到目标。多主体系统主要研究在逻辑上或物理上分离的多个主体之间进行协调智能行为,最终实现问题求解。

机器学习同深度学习之间还是有所区别的,机器学习是指计算机的算法能够像人一样,从数据中找到信息,从而学习一些规律。虽然深度学习是机器学习的一种,但深度学习是利用深度的神经网络,将模型处理得更为复杂,从而使模型对数据的理解更加深入。 机器学习有三类,

监督学习:通过已有的一部分输入数据与输出数据之间的相应关系。生成一个函数,将输入映射到合适的输出,比如分类。是一个机器学习中的方法。能够由训练资料中学到或建立一个模式( learning model)。并依此模式猜測新的实例。

训练资料是由输入物件(一般是向量)和预期输出所组成。函数的输出能够是一个连续的值(称为回归分析)。或是预測一个分类标签(称作分类)。

2、一个监督式学习者的任务在观察完一些训练范例(输入和预期输出)后,去预測这个函数对不论什么可能出现的输入的值的输出。要达到此目的。学习者必须以\合理\(见归纳偏向)的方式从现有的资料中一般化到非观察到的情况。

在人类和动物感知中。则通常被称为概念学习(concept learning)。

非监督学习:直接对输入数据集进行建模,比如聚类。

人工智能的发展现状与我对人工智能的认识 一.人工智能学科的认识 1. 人工智能简介 摘自百度人工智能(Aritificial Intelligence, AI)是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能的目的是模拟人的意识、思维的信息过程。就目前来说,该领域的主要研究方向包括:机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等,用来替代人类实现识别、认知、分类和决策等多种功能。 MIT教授认为人工智能是针对思想,感知,行动的支持模型建立的表示系统。在我看来,对人工智能的学习,更是对人思维模型的认识与探索。 2. AI简史 埃达 洛夫莱斯是世界第一位编程师,她说:“分析引擎不呢个自命不凡,认为无论什么问题都能解决。”这个观念流传至今,仍在AI领域发挥着不可撼动的地位。人工智能的诞生注定是不凡的,在20世纪40年代和50年代,来自不同领域(数学,心理学,工程学,经济学和政治学)的一批科学家开始探讨制造人工大脑的可能性。1956年,人工智能被确立为一门学科。综合复杂知识领域的交错,让人工智能的发展也举步维艰。、 是从宏观的角度来讲,人工智能的历史按照所使用的方法,可以分为两个阶段,分水岭大概在1986年神经网络的回归—— 是人工智能网络的一种算法(algorithm)。其目的是去对原始资料进行分类,以便了解资料内部结构。有别于监督式学习网络,无监督式学习网络在学习时并不知道其分类结果是否正确,亦即没有受到监督式增强(告诉它何种学习是正确的)。其特点是仅对此种网络提供输入范例。而它会自己主动从这些范例中找出其潜在类别规则。当学习完成并经測试后,也能够将之应用到新的案例上。

半监督学习:综合利用有类标的数据和没有类标的数据,来生成合适的分类函数。半监督学习问题从样本的角度而言是利用少量标注样本和大量未标注样本进行机器学习。从概率学习角度可理解为研究怎样利用训练样本的输入边缘概率 P( x )和条件输出概率P ( y | x )的联系设计具有良好性能的分类器。这样的联系的存在是建立在某些如果的基础上的。即聚类如果(数据整体分布)(cluster assumption)和流形如果(局部特征)(maniford assumption)。

人工智能最热门的技术趋势

1.神经网络的架构正变得越来越复杂。感知和翻译等大多数神经网络的架构正变得越来越复杂,远非此前简单的前馈神经网络或卷积神经网络(CNN)所能比。特别需要注意的是,神经网络正与不同的技术(如LSTMs、自定义目标函数等)相混合。

神经网络是多数深度学习项目的根基。深度学习基于人脑结构,一层层互相连接的人工模拟神经元模仿大脑的行为,处理视觉和语言等复杂问题。这些人工神经网络可以收集信息,也可以对其做出反应。它们能对事物的外形和声音做出解释,还可以自行学习与工作。

2.长短期记忆网络(LSTMs)。当你阅读本文时,你是在理解前面词语的基础上来理解每个词语的。你的思想具有连续性,你不会丢弃已知信息而从头开始思考。传统神经网络的一大缺陷便无法做到这一点,而递归神经网络能够解决这一问题。

RNN(循环神经网络)拥有循环结构,可以持续保存信息。过去几年里,RNN在语音识别和翻译等许多问题上取得了难以置信的成功,而成功的关键在于一种特殊的RNN――长短期记忆网络。

3.“注意力模型”。“注意力”是指神经网络在执行任务时知道把焦点放在何处。我们可以让神经网络在每一步都从更大的信息集中挑选信息作为输入。例如,当神经网络为一张图片生成标题时,它可以挑选图像的关键部分作为输入。

4.神经图灵机依然有趣,但还无法胜任实际工作。当你翻译一句话时,并不会逐词进行,而会从句子的整体结构出发。机器难以做到这一点,这一挑战就被称为“强耦合输出整体估计”。

神经图灵机就是研究者们在硅片中重现人类大脑短期记忆的尝试。它的背后是一种特殊类型的神经网络,它们可以适应与外部存储器共同工作,这使得神经网络可以存储记忆,还能在此后检索记忆并执行一些有逻辑性的任务。

5.深度学习让计算机视觉和自然语言处理不再是孤岛。卷积神经网络最早出现在计算机视觉中,但现在许多自然语言处理(NLP)系统也会使用。LSTMs与递归神经网络深度学习最早出现在NLP中,但现在也被纳入计算机视觉神经网络。

人工智能的发展现状与我对人工智能的认识期末论文

人工智能的发展现状与我对人工智能的认识一.人工智能学科的认识1.人工智能简介摘自百度人工智能(AritificialIntelligence,AI)是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能的目的是模拟人的意识、思维的信息过程。就目前来说,该领域的主要研究方向包括:机器人、语
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