人工智能的趨勢及價值

小焱說
深度學(xué)習(xí)打算在感知領(lǐng)域匯總更進一步(如聲音、演說以及自然語言處理)增強學(xué)習(xí)增強學(xué)習(xí)集中在決策方面,幫助人工智能更深入地進入現(xiàn)實世界中學(xué)習(xí)和執(zhí)行行為。

前言:

近代科學(xué)技術(shù)的許多重大進展都是人類智慧、思維、夢想和奮斗的成果。

人類歷史上從來沒有出現(xiàn)過像今天這樣的思想大解放。

關(guān)于宇宙、星球、生命、人類、時空、進化和智能等思想與作品,如雨后春筍破土而出,似百花爭艷迎春怒放。

其中,人工智能尤其引人注目。

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人工智能的成功要歸功于計算機的運行速度:

計算機通過處理數(shù)百萬個帶有標簽的圖像來學(xué)習(xí)如何識別狗、貓和人的臉

而這不是人類的學(xué)習(xí)方式。

同樣地,它們通過閱讀數(shù)百萬頁的多語言文本來學(xué)習(xí)翻譯。在歐洲,計算機要學(xué)習(xí)歐盟文件。

它們對枯燥事物的容忍度可是無窮的!

什么是人工智能

人工智能,其被簡稱為AI

人工智能所具備的主要性能是對人類的行為和思考進行感知,模仿和學(xué)習(xí)人類的行為。

這種智能是利用人工的方法,模仿人的行為和動作,甚至將人的思維和想法形成一種智能的模式。

我們將這種思維叫做“機器思維”

主要涵蓋人工智能的領(lǐng)域

從整體看來,人工智能現(xiàn)有的研究成果主要集中在如下幾個領(lǐng)域:

一是以計算機科學(xué)、工程電器與電子為代表的工科類專業(yè)

二是以統(tǒng)計與概率論、應(yīng)用數(shù)學(xué)為代表的理科類專業(yè)

三是以語言學(xué)、心理學(xué)為代表的部分文理交叉類學(xué)科。

人工智能研究的熱門領(lǐng)域及趨勢

大規(guī)模的機器學(xué)習(xí)

機器學(xué)習(xí)(監(jiān)督學(xué)習(xí)或者無監(jiān)督學(xué)習(xí))中多數(shù)基礎(chǔ)問題都已經(jīng)理解透徹了,目前主要努力的方向是將現(xiàn)有的算法擴展到特別大的數(shù)據(jù)集中。

深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)打算在感知領(lǐng)域匯總更進一步(如聲音、演說以及自然語言處理)增強學(xué)習(xí)增強學(xué)習(xí)集中在決策方面,幫助人工智能更深入地進入現(xiàn)實世界中學(xué)習(xí)和執(zhí)行行為。

機器人

機器人導(dǎo)航(至少在靜態(tài)環(huán)境中),已經(jīng)大部分實現(xiàn)了。目前研究的方向是如何訓(xùn)練機器和周邊真實環(huán)境進行交互(以可推廣和預(yù)測的方式)。

計算機視覺

計算機視覺目前是機器感知中最突出的形式,下一步的計算機視覺中主要研究聚焦在自動給圖像和視頻加上標注。

自然語言處理

自然語言處理經(jīng)常和自動語義識別一同出現(xiàn),也是機器感知中一個非常熱門的領(lǐng)域。目前的研究主要轉(zhuǎn)向到發(fā)展處能和人類通過對話交互的精確、兼容的系統(tǒng)。

物聯(lián)網(wǎng)

人工智能能利用大量的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)來進行改進,目前這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間存在大量互不兼容的協(xié)議,人工智能能夠幫助克服這個困難。

神經(jīng)形態(tài)芯片

在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的幫助下,構(gòu)筑專用的神經(jīng)形態(tài)硬件。

AI研究未來的總體趨勢

數(shù)據(jù)驅(qū)動范例所取得的巨大成功已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的人工智能范例。

未來的15年中,研究小組期待能更多地聚焦在開發(fā)有人類意識的系統(tǒng)。

另外要開發(fā)出更多新的、創(chuàng)新的方式以交互、可量化的辦法去教導(dǎo)機器人。

此外物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(設(shè)備、云端)也將越來越流行,它們也可被認為是社會和經(jīng)濟層面的人工智能。

和(能保證人類安全的)機器平臺將會成長的越來越快,那些數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品也會進一步成長。

人工智能應(yīng)用領(lǐng)域

交通

交通應(yīng)用需要AI系統(tǒng)的安全和可靠。正因為人工智能技術(shù)不斷成熟,可以預(yù)見自主交通很快就會變得司空見慣,其作為大多數(shù)人第一次親身體驗的人工智能系統(tǒng),將會大大地影響公眾對于AI的感官認知。我們暢想,在未來我們解放雙手,投身于更有創(chuàng)造力的事情中,又或者坐上飛船,遨游于太空。

家庭機器人/服務(wù)型機器人

未來15年間,機械技術(shù)與AI技術(shù)的共同發(fā)展將會有助于人們安全而可靠地使用家庭機器人。這類具有特殊功能的機器人將具備郵寄包裹,打掃辦公室,提高安全保障等服務(wù)功能,但是,在可預(yù)見的未來,技術(shù)方面的限制、產(chǎn)出可靠地機械設(shè)備所需要的高額花費將會阻礙這些具有特殊功能機器人的商業(yè)化生產(chǎn)。

未來,深度學(xué)習(xí)、云計算將會使家庭機器人具備語音理解,圖像標記等功能,提高機器人與人們家庭生活的交流互動。

此外,在研發(fā)家庭機器人的過程中,要考慮新出現(xiàn)的道德與隱私等問題。

醫(yī)療

一直以來,AI技術(shù)被認為在醫(yī)療領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。未來,基于AI技術(shù)的應(yīng)用能夠提高數(shù)以百萬計人的健康和生活質(zhì)量。

但是,AI技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用要取決于醫(yī)生,護士,病人對該技術(shù)的信任,獲得政策,法律法規(guī),商業(yè)市場的支持。

在大量數(shù)據(jù)的支持下,該技術(shù)的主要應(yīng)用包括醫(yī)療分析,支持臨床決策,監(jiān)控與輔導(dǎo)病人,能夠幫助手術(shù)或看護病人的自動化設(shè)備,醫(yī)療系統(tǒng)管理,研發(fā)醫(yī)療機器人,移動健康應(yīng)用程序,老年保健等。

教育

過去15年,AI技術(shù)在教育行業(yè)的應(yīng)用取得了巨大進展。盡管素質(zhì)教育要求師生之間的交流互動,AI能夠在各個方面提高教育水平,尤其是有助于實現(xiàn)大第三部分與網(wǎng)絡(luò)人相關(guān)的科技進展規(guī)模個性化學(xué)習(xí)方式。

與AI在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用相似,如何更好地將人與人之間的交流互動,面對面學(xué)習(xí)與AI技術(shù)融合在一起仍將是一個重大挑戰(zhàn)。

長久以來,機器人一直是廣受歡迎的教學(xué)設(shè)備,具有代表性的是能夠提高學(xué)生學(xué)業(yè)成績的教學(xué)機器人,智能教學(xué)系統(tǒng)和在線學(xué)習(xí)(以大規(guī)模開放式網(wǎng)絡(luò)課程、維基百科及可汗學(xué)院為例)。

此外,AI技術(shù)(包括深度學(xué)習(xí),自然語言處理,及其他AI技術(shù))還可用于學(xué)習(xí)分析,主要分析學(xué)生的學(xué)習(xí)投入量,行為及成果。

目前,AI技術(shù)在學(xué)校的應(yīng)用尚未大規(guī)模開展起來,在一定程度上主要是因為缺乏資金來源和提高該技術(shù)有效性的大量數(shù)據(jù)

機器人革命+太空領(lǐng)域

顯然,機器將占據(jù)制造業(yè)和零售分銷的大部分份額。

如果算不上取代,它們也能協(xié)助許多白領(lǐng)的工作,如常規(guī)法律工作、會計、計算機編程、醫(yī)學(xué)診斷甚至動手術(shù)。許多專業(yè)人士會發(fā)現(xiàn)自己辛苦習(xí)得的技巧需求量減少。

相比之下,某些技術(shù)服務(wù)類的工作,如管道修理和園藝活,則需要與外界進行非常規(guī)的互動,屬于最難實現(xiàn)自動化的工作之一

機器人更可以在太空中大放異彩,而且我認為這些變化很快就會發(fā)生,它們能夠在零重力下搭建大型設(shè)備,如太陽能收集器,或是帶有巨大的、超薄鏡片的巨型望遠鏡

人工智能技術(shù)的發(fā)展新趨勢

(一)技術(shù)層面在技術(shù)層面,人工智能正在向邊緣計算、膠囊網(wǎng)絡(luò)和醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域三個方面進行突破。

首先,人工智能在算法方面正走向去中心化,即向邊緣計算發(fā)展。對于一部手機或者一副穿戴設(shè)備,邊緣計算將使得這些設(shè)備就近處理相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,并迅速地做出反應(yīng),而不是將數(shù)據(jù)發(fā)送至云端進行處理。整個處理過程將在本地邊緣計算層完成,這將提升處理效率,減輕云端的負荷。

其次,人工智能中的深度學(xué)習(xí)技術(shù)正加速發(fā)展,尤其是膠囊網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)正革新深度學(xué)習(xí)的運作方式。

在膠囊網(wǎng)絡(luò)之前,深度學(xué)習(xí)主要遵循的是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(簡稱CNN)的運行原理。CNN的主要組成部分是一個卷積層,它的工作是檢測圖像像素中的重要特征。比如,就臉部識別來說,CNN可以識別臉部的各種要素,從而區(qū)分出不同臉部的不同。但是,CNN并不能識別出各種要素的相對位置。而膠囊網(wǎng)絡(luò)在CNN的運作基礎(chǔ)上更進一步,其能識別出各種要素的相對位置,辨識能力更強。

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)要在大量的圖像上進行訓(xùn)練(或者它們重復(fù)使用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一部分),而膠囊網(wǎng)絡(luò)可以很好地推廣使用更少的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不能很好地處理模糊性,膠囊網(wǎng)絡(luò)卻可以,甚至可以在擁擠的場景中處理的很好。

再次,人工智能應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)初步得到了監(jiān)管部門的認可。人工智能可以提高醫(yī)療診斷的精度,也可以提升診斷的時效性。在診斷效率上,其也比人工診斷更快。目前,許多大型的科技公司均已開始將人工智能應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。

(二)市場結(jié)構(gòu)

人工智能服務(wù)現(xiàn)已經(jīng)大量的應(yīng)用于商業(yè)用途,轉(zhuǎn)換為可以產(chǎn)生經(jīng)濟效益的服務(wù)或產(chǎn)品。整個人工智能市場可以分為家庭用戶市場和企業(yè)市場。

在家庭服務(wù)層面,智能家居市場已經(jīng)被大公司所占據(jù)。智能家居市場中比較重要的便是聲音處理技術(shù),其將聲音轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器可以識別的信號,進而管理家庭中的各種物件。目前,聲音處理技術(shù)也已成為人工智能各大交流會議的主要議題。手機公司如三星、LG等均在提升聲音處理技術(shù),試圖在智能家居市場進行布局。從智能家居市場的發(fā)展來看,其正被亞馬遜、Google等大公司逐漸占據(jù)。

在企業(yè)市場層面,亞馬遜、Google、微軟這類公司已經(jīng)基本占據(jù)了市場份額。由于大多數(shù)企業(yè)開始考慮將機器學(xué)習(xí)融合進他們的產(chǎn)品之中。因此,許多初創(chuàng)的人工智能企業(yè)開始提供這些服務(wù)給一般類型的公司。但是,隨著Google、亞馬遜和Salesforce這類大型企業(yè)開始提供機器學(xué)習(xí)方面的服務(wù),一些小型人工智能公司的融資開始變得困難。

人工智能的價值提高自動化的發(fā)展水平。

自動化的程度可以減輕人體的無意義重復(fù)勞動,釋放勞動力去執(zhí)行更智能的任務(wù),可以減工作環(huán)境帶來的高風(fēng)險。人們可以更好地利用各種腦力勞動,更多地去參與創(chuàng)新的思維和設(shè)計,從而提供更多的應(yīng)用。

例如,快遞物流行業(yè)目前已經(jīng)開始采用人工智能進行分揀,這些分揀機器人能夠?qū)⒉煌瑓^(qū)域內(nèi)的快遞在快遞分揀站點分揀到特定的區(qū)域內(nèi),以便于快遞的正確運輸。該種人工智能應(yīng)用不僅促使快遞站點人員的分揀工作任務(wù)得以減輕,也有效提升了快遞分揀效率。

人工智能對人類的影響

人工智能對文化的影響

隨著科學(xué)的發(fā)展和社會的不斷進步,人工智能在使用上會將人的傳統(tǒng)觀念和思維方式進行轉(zhuǎn)變,完全顛覆了人類對科學(xué)的認知,同時也將以往很難解決的問題和不能解釋的現(xiàn)象進行了明確詮釋。

改善人類知識

在以往的社會里我們知道,無論是誰都會對無法理解的知識和現(xiàn)象作為一種難題,并且進行研究。很多知識和現(xiàn)象就這樣被蒙上了無法解決的面紗。在人工智能出現(xiàn)以后,這些無法解釋的知識和現(xiàn)象都得到了解決,這些知識和現(xiàn)象原理得到了推廣,很快就會改善人類的知識面,擴大人類所了解的知識范圍。

改善文化生活

人工智能的出現(xiàn)已經(jīng)逐漸為人類創(chuàng)造了更新的文化生活,比如,現(xiàn)如今的圖像處理技術(shù),讓人們的生活豐富多彩,豐富了人類的視覺,將人類的文化生活與人工智能相結(jié)合。在今后我國的文化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域同樣離不開人工智能的助力。電影產(chǎn)業(yè)由于人工智能的加入將內(nèi)容和畫面變得豐富多彩,人工智能不僅僅在電影產(chǎn)業(yè)有明顯的的推動作用,還在游戲開發(fā),文學(xué)創(chuàng)作等領(lǐng)域有積極的推動作用,利用人工智能將豐富的思維運用到文化產(chǎn)業(yè)中。

人際聯(lián)系更加頻繁

隨著人工智能的發(fā)展,越來越多不需要智能判斷的工作崗位被替代,人類要處理的事務(wù)往往是與人進行交流、合作。另外,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展,各種商業(yè)、社會活動更加地趨于國際化,人際聯(lián)系更加頻繁。

經(jīng)濟效益

人工智能的開發(fā)和應(yīng)用,已經(jīng)在很大程度上促進了經(jīng)濟效益的增長,專家系統(tǒng)就是一個成功的范例。隨著微機價格的持續(xù)下降,人工智能技術(shù)一定能得到更大的推廣,并且產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。隨著各種人工智能設(shè)備應(yīng)用于工作成產(chǎn),人類的工作效率迅速提高,生產(chǎn)力得到飛躍,人類的財富增加迅速。

數(shù)據(jù)增長迅速。

有數(shù)據(jù)顯示當(dāng)今社會經(jīng)濟發(fā)展的速度遠遠趕不上信息數(shù)據(jù)的發(fā)展與增長。人工智能的不斷發(fā)展使得每分每秒都有巨量的數(shù)據(jù)信息被收集,這些數(shù)據(jù)都來自于人類發(fā)展過程中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

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