人工智能-学科发展历程
人工智能-学科发展历程
提示
本文主要是介绍 人工智能-学科发展历程 。
人工智能学科简介
0. 前言
人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为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。
首先看一下智能是什么？
智能，是智力和能力的总称，中国古代思想家一般把智与能看做是两个相对独立的概念。 其中，“智”指进行 认识活动 的某些心理特点，“能”则指进行 实际活动 的某些心理特点。
1.人工智能难题（Fundamental conundrums of Artificial Intelligence）
- Intelligent agents have limited resource 所有的智能都只有 很少的计算资源 ，很低的处理速度和很少的内存等等， 但有趣的是AI问题很难通过计算来解决 ，那么如何才能让AI智能体在许多有趣的问题中，为我们提供近乎实时的性能？
- Computation is local, but problems have global constrains 所有的计算都是局部的， 但大多数AI问题都具有全局约束 。那么，如何才能让仅使用 局部计算来解决全局问题 ？
- Logic is deductive,but many problems are not 逻辑计算基本上是演绎逻辑， 但许多AI问题本质上是溯因性或归纳性的 ，如何才能让AI智能解决溯因性或归纳性问题？
- The world is dynamic ,but knowledge is limited 世界是动态变化的，，知识是有限的， 但AI智能必须始终从它已知的东西开始 ，那么如何才能让AI智能解决新的问题
- Problem solving, reasoning , and learning are comlex,but explanation and justification add to the complexity 解决问题，推理和学习是复杂的，但解释和证明会增加复杂性
2. 人工智能问题的特点
- knowledge often arrives incrementtally 在许多AI问题中，数据是陆续出现的，而不是一开始就出现所有数据
- problem often exhibit recurring pattern 问题常常会重复出现，同类问题会一再出现
- problem have multiple levels of granularity 问题在许多不同的抽象层面出现
- Many problems are conputationally intractable 许多引人关注的AI问题难以通过计算来解决
- The world is dynamic， but knowledge of the world is static 外界是动态的，他不断变化，但有关外界的知识是相对不变的
- the world is open ended， but knowledge of the world is relatively limited 外界是开放的，但有关外界的知识是有限的
3.人工智能与不确定性
AI as the technique of uncertainty management in computer software
AI = what to do when you don’t know what to do
Reasons for uncertainty : * sensor limit: your sensor are unable to tell me what exactly is the case outside the AI system * Adversaries : make it hard for you to understand what is the case * stochastic environments every time you roll the dice * laziness : your computer program is just too lazy to do it
- ignorance
AI is the discipline that deals with uncertainly and manages it decision making
designing program that can deal with uncertain input
4. 什么是基于知识（认知）的人工智能
在图中，输入表示为对 外界的感知 这种形式，而输出表示为在 外界的行动 这种形式，主体可能有大量的过程将感知映射到行动(类似函数映射f(x):x–>y),我们将重点研究Deliberation(我不知道该把它翻译成什么合适)
5. 基于知识（认知）：人工智能的四大学派
thinking和acting对应了前言中的这段话：“ “智”指进行 认识活动 的某些心理特点，“能”则指进行 实际活动 的某些心理特点。”，为了区分不同的AI学派，还有第二维度。optimally：最佳的AI主体，like humans ： 像人一样行动和思考的AI主体
来看一些例子
人工智能学科发展历程
说起人工智能，脑海里一定会浮现出一个伟大的名字，对，就是 图灵--人工智能之父 。关于图灵的介绍，本文不做过多阐述，这里推荐看这个短视频：https://www.bilibili.com/video/BV1tx411V7yQ 。如果感兴趣，推荐看一部电影《模仿游戏》，你会对他的一生感到震撼和惋惜。
什么是人工智能
emmm，这个想必不用多说，苹果的Siri、小米的小爱同学、百度的小度、阿里的天猫精灵......可以说他们都是AI的产物。我们常见的语音识别，人脸识别，甚是是无人驾驶这些都是人工智能。再说白话点就是 机器有智能 。
人工智能的开端
1、图灵测试
所谓的图灵测试就是：测试者与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问。多次测试（一般为 5min 之内），如果有超过 **30%的测试者不能确定被测试者是人还是机器，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有 人类智能 ** 。
2、达特茅斯会议
1956年8月，在美国汉诺斯小镇宁静的达特茅斯学院中，
约翰·麦卡锡（John McCarthy）
马文·闵斯基（Marvin Minsky，人工智能与认知学专家）
克劳德·香农（Claude Shannon，信息论的创始人）
艾伦·纽厄尔（Allen Newell，计算机科学家）
赫伯特·西蒙（Herbert Simon，诺贝尔经济学奖得主）等科学家正聚在一起，讨论着一个完全不食人间烟火的主题：
用机器来模仿人类学习以及其他方面的智能 。
会议足足开了两个月的时间，虽然大家没有达成普遍的共识，但是却为会议讨论的内容起了一个名字**：人工智能**
因此，1956年也就成为了人工智能元年 。
人工智能发展历程（三起三落）
人工智能充满未知的探索道路曲折起伏。如何描述人工智能自1956年以来60余年的发展历程，学术界可谓仁者见仁、智者见智。我们将人工智能的发展历程划分为以下6个阶段：
- 第一是起步发展期：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。
- 第二是反思发展期：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。
- 第三是应用发展期：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。
- 第四是低迷发展期：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。
- 第五是稳步发展期：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。
- 第六是蓬勃发展期：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。
人工智能分支
通讯、感知与行动是现代人工智能的三个关键能力，在这里我们将根据这些能力/应用对这三个技术领域进行介绍：
- 计算机视觉(CV)
- **自然语言处理(NLP)**在 NLP 领域中，将覆盖文本挖掘/分类、机器翻译和语音识别。
- 机器人
1 计算机视觉
计算机视觉(CV)是指机器感知环境的能力 。这一技术类别中的经典任务有图像形成、图像处理、图像提取和图像的三维推理。物体检测和人脸识别是其比较成功的研究领域。
当前阶段 ：
计算机视觉现已有很多应用，这表明了这类技术的成就，也让我们将其归入到应用阶段。随着深度学习的发展，机器甚至能在特定的案例中实现超越人类的表现。但是， 这项技术离社会影响阶段还有一定距离，那要等到机器能在所有场景中都达到人类的同等水平才行(感知其环境的所有相关方面) 。
举例：人脸识别、人脸搜索等
2 自然语言处理(NLP)
①语音识别 ：
语音识别：是指识别语音(说出的语言)并将其转换成对应文本的技术 。相反的任务(文本转语音/TTS)也是这一领域内一个类似的研究主题。
当前阶段：
语音识别已经处于应用阶段很长时间了。最近几年，随着大数据和深度学习技术的发展，语音识别进展颇丰，现在已经非常接近社会影响阶段了。
语音识别领域仍然面临着 声纹识别 和 鸡尾酒会效应 等一些特殊情况的难题。
鸡尾酒会效应 （英语：cocktail party effect）是指人的一种听力选择能力，在这种情况下，注意力集中在某一个人的谈话之中而忽略背景中其他的对话或噪音。 该 效应 揭示了人类听觉系统中令人惊奇的能力，即我们可以在噪声中谈话。
现代语音识别系统严重依赖于云， 在离线时可能就无法取得理想的工作效果 。
举例：小爱同学
②文本挖掘/分类 ：
这里的文本挖掘主要是指：文本分类，该技术可用于理解、组织和分类结构化或非结构化文本文档 。其涵盖的主要任务有句法分析、情绪分析和垃圾信息检测。
当前阶段：
我们将这项技术归类到应用阶段，因为现在有很多应用都已经集成了基于文本挖掘的情绪分析或垃圾信息检测技术。文本挖掘技术也在智能投顾的开发中有所应用，并且提升了用户体验。
文本挖掘和分类领域的一个瓶颈出现在歧义和有偏差的数据上 。
举例：“方便”一词，在不同环境场景上的含义是不同的，它既可能代表“便利”，又可以代表“上厕所”。
③机器翻译
机器翻译(MT)：是利用机器的力量自动将一种自然语言(源语言)的文本翻译成另一种语言(目标语言) 。
当前阶段：
机器翻译是一个见证了大量发展历程的应用领域。该领域最近由于神经机器翻译而取得了非常显著的进展，但仍然没有全面达到专业译者的水平；但是，我们相信在大数据、云计算和深度学习技术的帮助下，机器翻译很快就将进入社会影响阶段。
专业领域的机器翻译(比如医疗领域)表现通常不好 。
举例：在某些情况下，俚语和行话等内容的翻译会比较困难(受限词表问题)。
3 机器人
机器人学(Robotics)研究的是机器人的设计、制造、运作和应用，以及控制它们的计算机系统、传感反馈和信息处理 。
机器人可以分成两大类:固定机器人和移动机器人 。固定机器人通常被用于工业生产(比如用于装配线)。常见的移动机器人应用有货运机器人、空中机器人和自动载具。机器人需要不同部件和系统的协作才能实现最优的作业。其中在硬件上包含传感器、反应器和控制器；另外还有能够实现感知能力的软件，比如定位、地图测绘和目标识别。
当前阶段 ：
自上世纪「Robot」一词诞生以来，人们已经为工业制造业设计了很多机器人。工业机器人是增长最快的应用领域，它们在 20 世纪 80 年代将这一领域带入了应用阶段。在安川电机、Fanuc、ABB、库卡等公司的努力下，我们认为进入 21 世纪之后，机器人领域就已经进入了社会影响阶段，此时各种工业机器人已经主宰了装配生产线。此外，软体机器人在很多领域也有广泛的应用，比如在医疗行业协助手术或在金融行业自动执行承销过程。
但是，法律法规和「 机器人威胁论 」可能会妨碍机器人领域的发展。还有 设计和制造机器人需要相对较高的投资 。
总的来说，人工智能领域的研究前沿正逐渐从搜索、知识和推理领域转向机器学习、深度学习、计算机视觉和机器人领域。大多数早期技术至少已经处于应用阶段了，而且其中一些已经显现出了社会影响力。一些新开发的技术可能仍处于工程甚至研究阶段，但是我们可以看到不同阶段之间转移的速度变得越来越快。
最后引用图灵的一句话最为本文的结尾 ：
我们的目光所及, 只能在不远的前方, 但是可以看到, 那里有大量需要去做的工作 。
参考文章
- https://blog.csdn.net/hubingshabi/article/details/80148218
- https://blog.csdn.net/Ares_song/article/details/106880658