人工智能技术及其应用


Oct 26, 2018

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI,是一门研究、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。


人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。


AI在各个行业展开了大范围应用探索,并取得了不少突出进展。目前,人脸识别在各地警方监控、火车机场进出站甚至高校课堂都得到了应用;不少医院也开展了图像辅助诊断尝试;众多多法院引入了AI庭审语音转录系统;无人驾驶汽车大规模路测;国家科技部也公布依托国家新一代人工智能开放创新平台,大力推进面向行业应用领域的技术。


随着人工智能的不断发展,目前人工智能呈现在各行业全面渗透,但真正人工智能在行业的应用,已经发展了很多年,甚至最早可追溯到2000年左右,并在持续开展智能客服在行业的应用。到12年左右,伴随着深度学习的突破,人工智能创业显著加速,众多企业开始在金融、安防等领域进行探索。


AI中,我们通常考虑三种类型的学习:

强化学习 这是关于代理应该如何行动以获得最大化奖励的问题,它受行为心理学理论的启发。在特定情况下,机器挑选一个动作或一系列动作并获得奖励。强化学习通常用于教机器玩游戏和赢得比赛,比如国际象棋、西洋双陆棋、围棋或简单的视频游戏。强化学习存在的问题是,单纯地强化学习需要海量的试错才能学会简单的任务。

监督学习 基本上,监督学习就是我们告诉机器特定输入的正确答案:这是一幅汽车的图像,正确答案是“汽车”。它之所以被称为监督学习,是因为算法从带标签数据学习的过程类似于向年幼的孩子展示图画书。成年人知道正确的答案,孩子根据前面的例子做出预测。这也是训练神经网络和其他机器学习体系结构最常用的技术。举个例子:给出你城市中大量房屋的描述及其价格,尝试预测你自己家房子的售价。

无监督学习 人类和大多数其他动物学习,是在其生命的前几个小时、几天、几个月和几年,以没有人监督的方式学习:我们通过观察和得知我们行动的结果了解世界如何运作。没有人告诉我们所看到的每一个对象的名称和功能。我们学会非常基本的概念,比如世界是三维的,物体不会自行消失,没有支撑的物体会往下落。当前我们还不知道如何在机器身上实现这一点,至少无法达到人类和其他动物的水平。缺乏用于无监督或预测学习的AI技术,是限制当前AI发展的原因之一。

随着AI、机器学习和智能机器人变得越来越普遍,在这些机器人将在制造、培训、销售、维修和车队管理方面担任新的岗位。人工智能和机器人将能够实现今天难以想象的新服务。但很显然,医疗保健和交通运输将是AI第一批颠覆的行业


1.自动驾驶:与自动驾驶伴生的概念还有无人驾驶、智能驾驶。

据不完全统计,仅仅在2017年上半年国内自动驾驶创业公司就有46家以上。这标志着近年来国内对自动驾驶的态度越来越开放。相信随着时间的推进,在这些初创企业中将会出现领头羊企业。届时,中国自动驾驶汽车的发展也将步入新的阶段。

2.计算机视觉:动静态图像识别与人脸识别

人工智能应用涉及到专用应用和通用应用两个方面,这也是「机器学习」、「模式识别」和「人机交互」这三项人工智能技术的落地实现形式。

其中,专用领域的应用涵盖了目前国内人工智能应用的大多数应用,包括各领域的人脸和语音识别以及服务型机器人等方面而通用型则侧重于金融、医疗、智能家居等领域的通用解决方案,目前国内人工智能应用正处于由专业应用向通用应用过度的发展阶段。

在国内计算机视觉领域,动静态图像识别和人脸识别是主要研究方向:

图像识别,是计算机对图像进行处理、分析和理解,以识别各种不同模式的目标和对象的技术。识别过程包括图像预处理、图像分割、特征提取和判断匹配。

人脸识别,是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流,并自动在图像中检测和跟踪人脸,进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术,通常也叫做人像识别、面部识别。

3、智能医疗:

以可穿戴设备等为代表,当前智能医疗被认为是人工智能大板块当中颇具潜力的领域之一从当前情况来看,我国正处于人口老龄化加速阶段,65岁以上人口年年攀升,养老需求日益增长,便捷、多元、高效的智能医疗被认为将成为养老产业的重要部分。工信部、民政部、国家卫生计生委联合印发的《智慧健康养老产业发展行动计划 (2017-2020年)》提出,到2020年,基本形成覆盖全生命周期的智慧健康养老产业体系,智能医疗被认为迎来发展大机遇。

智能医疗通过采集包含了计步器、血糖指数、心率、生活模式/习惯、睡眠质量等各方面的数据,通过聚合并处理达到监测、诊断、治疗等目的。

在医疗解决方案方面,包含东方金信在内的多个公司通过和政府、医疗机构的合作,为脑科学、疾病防治与医疗信息数据等领域提供智能解决方案。在生命科学领域研究的着眼点在以基因和细胞检测为代表的前沿研究领域目前国内也在不断进行研究。

希望在未来,我们不但可以看到更好的人工智能,而且它们的发展能够造福人类。


展望未来

越来越多的人类智力活动将与智能机器一起进行。我们的智慧是我们成为人的根本,AI则是这种属性的延伸。

在通往打造真正智能机器的道路上,我们正在发现新的理论、新的原则、新的方法和新的算法,这些都将产生应用,并将改善我们今天、明天乃至明年的日常生活。许多这些技术很快被用于造福人类的产品和服务,比如图像识别、自然语言理解等等。

了解智能并构建智能的机器,这不仅仅是一个技术挑战,这是一个科学问题。什么是智能,我们如何在机器中再现它?最终,这将是全人类的问题。这些问题的答案将帮助我们不仅建立智能机器,还能更深入了解神秘的人类思想和大脑的工作方式。可能的话,这些答案也将帮助我们更好地了解人类何以为人。