世界人工智能系統(tǒng)智商測試與智能品級劃分理論和方式

世界人工智能系統(tǒng)智商測試與智能品級劃分理論和方式本論文英文版(IntelligenceQuotientandIntelligenceGradeofArtificialIntelligence)在數(shù)據(jù)科學(xué)年鑒2017年11月(AnnalsofDataScience)發(fā)表中國科學(xué)院虛擬經(jīng)濟與數(shù)據(jù)科學(xué)研究中心劉鋒、石勇、劉穎一．人工智能系統(tǒng)智商測試1.提出標(biāo)準(zhǔn)智能模型，統(tǒng)一描述人工智能系統(tǒng)和人類特點：2021年以來，“人工智能”成為科技界和產(chǎn)業(yè)界最熱點的詞語。智能冰箱、智能空調(diào)、智能腕表和智能機械人，還有谷歌、百度各自的人工智能大腦等新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。但與此同時，人工智能要挾論也甚囂塵上。咱們可否通過研究人工智能產(chǎn)品和系統(tǒng)的智商進(jìn)展水平并與人類智商進(jìn)行對照，從而為解決人工智能要挾論問題尋覓定量的分析方式呢？人工智能定量評測目前面臨兩個重要挑戰(zhàn)：第一，人工智能系統(tǒng)目前沒有形成統(tǒng)一的模型；第二，人工智能系統(tǒng)與以人類為代表的生命體之間目前沒有形成統(tǒng)一的模型。這兩個挑戰(zhàn)都指向了同一個問題，即關(guān)于所有的人工智能系統(tǒng)和所有生命體(專門是以人類為代表的生命體)需要有一個統(tǒng)一的模型進(jìn)行描述，只有如此才能在那個模型上成立智力測量方式并進(jìn)行測試，從而形成統(tǒng)一的、可進(jìn)行彼此比較的智力進(jìn)展水平評判結(jié)果。從2021年開始，針對如何定量分析人工智能與人類聰慧的關(guān)系進(jìn)行了研究，科學(xué)院虛擬經(jīng)濟與數(shù)據(jù)科學(xué)研究中心劉鋒、石勇、劉穎團(tuán)隊參考馮?諾伊曼結(jié)構(gòu)、戴維?韋克斯勒人類智力模型、知識治理領(lǐng)域DIKW（Data,Information,Knowledge,Wisdom，數(shù)據(jù)、信息、知識、聰慧）模型體系等。別離在2021年和2021年發(fā)表論文提出成立“標(biāo)準(zhǔn)智能模型”，統(tǒng)一描述人工智能系統(tǒng)和人類的特點和屬性。知識獲取能力 知識反饋能力標(biāo)準(zhǔn)智能系統(tǒng)概念：即不管關(guān)于人工智能系統(tǒng)，還以人類為代表的生命，若是符合如下特點，就能夠夠以為那個系統(tǒng)屬于標(biāo)準(zhǔn)智能系統(tǒng)（StandardIntelligentSystem）：特點1能夠通過聲音、圖像、文字等方式（包括但不僅限于這三種方式）從外界獲取數(shù)據(jù)，信息和知識的能力。特點2能夠?qū)耐饨绔@取的數(shù)據(jù)、信息和知識轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)把握知識的能力。特點3能夠依照外部世界或自身系統(tǒng)發(fā)生問題所產(chǎn)生的需求，通過運用所把握的知識進(jìn)行創(chuàng)新的能力，這些能力包括但不僅限于聯(lián)想、

創(chuàng)作、猜想、發(fā)覺規(guī)律等，這種能力運用的結(jié)果是解決問題并形成自身把握的新的知識。特點4能夠通過聲音、圖像、文字等方式（包括但不僅限于這三種方式）將系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，信息和知識反饋給外界或?qū)ν饨邕M(jìn)行改造。知識L拿握的'知識拿握的L知識」創(chuàng)新的知識A知識創(chuàng)新的?知識L拿握的'知識拿握的L知識」創(chuàng)新的知識A知識創(chuàng)新的?知識」智能系統(tǒng)1智能系統(tǒng)2創(chuàng)新的知識標(biāo)準(zhǔn)智能系統(tǒng)與外部世界和彼此之間進(jìn)行數(shù)據(jù)、信息、知識的交互圖示（本圖中為了簡化，把數(shù)據(jù)、信息、知識統(tǒng)一用知識描述）。

拿握的缸熾創(chuàng)新的知識售息信息冬核虹決反饋能力鞍據(jù)堂樓維力考咳知識獲盤能力數(shù)據(jù)拿握的缸熾創(chuàng)新的知識售息信息冬核虹決反饋能力鞍據(jù)堂樓維力考咳知識獲盤能力數(shù)據(jù)考骸知識創(chuàng)親議力詠準(zhǔn)罷能系紋標(biāo)準(zhǔn)智能系統(tǒng)皆力評閩弟統(tǒng)若是咱們希望對一個智能系統(tǒng)進(jìn)行智能（智力）水平評測，就需要能夠同時對準(zhǔn)智能系統(tǒng)四個特點進(jìn)行測試。查驗其進(jìn)展水平，通過檢測可否將數(shù)據(jù)，信息和知識輸入到智能系統(tǒng)中檢測該系統(tǒng)知識的獲取能力；通過檢查智能系統(tǒng)知識庫的容量檢測該系統(tǒng)知識的把握能力;通過檢查智能系統(tǒng)能將多少數(shù)據(jù)，信息和知識轉(zhuǎn)化為新的知識庫內(nèi)容從而檢測該系統(tǒng)知識的創(chuàng)新能力。通過檢查智能系統(tǒng)可否將把握的知識庫內(nèi)容依照需求分解為數(shù)據(jù)，信息和知識向外界傳遞。擴展馮諾依曼架構(gòu)

輸入設(shè)備CPU輸出設(shè)備輸入設(shè)備CPU外存儲器 祖標(biāo)準(zhǔn)智能模型的成立參考了馮?諾伊曼架構(gòu)。馮?諾伊曼架構(gòu)由計算器、邏輯操縱裝置、存儲器、輸入系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)五個部份組成。通過對照馮諾依曼架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)智能模型的不同能夠發(fā)覺，馮?諾伊曼架構(gòu)能夠補充兩個部份。通過這種補充，咱們得以將人、機械和人工智能系統(tǒng)用一個更為明晰的方式表示出來。第一個補充是創(chuàng)新制造功能，即能夠依照已有的知識，發(fā)覺新的知識元素和新的規(guī)律，使之進(jìn)入到存儲器，供運算機和操縱器利用，并通過輸入/輸出系統(tǒng)與外部進(jìn)行知識交互。第二個補充是能夠進(jìn)行知識共享的外部知識庫或云存儲器，而馮?諾伊曼架構(gòu)的外部存儲只為單一系統(tǒng)效勞。因此，對馮?諾伊曼架構(gòu)進(jìn)行擴展，可形成新的架構(gòu)。

云存諸器?外貳紀(jì)識帶標(biāo)嗟智能籍衛(wèi)云存諸器?外貳紀(jì)識帶標(biāo)嗟智能籍衛(wèi)丙輙彗5.成立人工智能智商測試量表。依照標(biāo)準(zhǔn)智能系統(tǒng)模型的特點要點，從知識的獲取能力（觀看能力）、知識把握能力、知識創(chuàng)新能力，知識的反饋能力（表達(dá)能力）等四大方面成立互聯(lián)網(wǎng)智商評判體系，并從這四個方面成立15個分測試，形成人工智能智商測試量表。

iT躺祐二刪8標(biāo)1描迷權(quán)堇卻溟獲取能力嵌別丸宇的能力了解削武目標(biāo)能否理解和回醬用我宇構(gòu)咸的測試題目3%幟珀蘆音的議力了解劇試目標(biāo)能否建解和回告用寺音枸感的測試題目汕諭囲片的罷力了解祠試且麻葩否理脾和回菩用聲音枸成的樹試題目4%知識輩握能力了塔測試目標(biāo)甌麵以廣黴。舉蝕人依三種亦管書稱是什么?？6%了解羽試自標(biāo)對不同營言掏轉(zhuǎn)披葩如?皐惻，諸把”機器的智窸能不能超越人糞”郁譯対黃文?3M卄算氏了鞘胃試目標(biāo)的計算能力?計宜諫慮和壬確性.準(zhǔn)例’356M3H.結(jié)果星參少2廿粥軸說創(chuàng)新能力了解淆試目標(biāo)對事物關(guān)條的舉烘惰耙胭長、曲甚*連任、珈檢、營隹.團(tuán)班、按噩位的知、堆著排列S%了解瀏試目赫吟觀器珀似世的匪打舉巒；m干手，希當(dāng)于釀對于卄去？12HT解摞債目標(biāo)袈?lián)L出的韋村.進(jìn)行二歡削遣的能力.舉創(chuàng).誘用天空、黑虹、怨貓.丸山、蠟人籌芙鋰詞講述亠嚇小故事-12K了解醐試目標(biāo)根據(jù)給岀的栄材,蠻u滴級1出倩持級事罰的能力’舉例"謹(jǐn)習(xí)一種至狼很家養(yǎng)彼稱為人糞忠實展友的功沏杲什去?12^了第測試目標(biāo)駆吾能挑邊出增同或不同賞的事軸按臬，舉刪*衽挹、大輔、老虎選出不同類的一項是哪個T岌現(xiàn)(壩律】了解涮試目楊能否從已知的信息中友現(xiàn)規(guī)律丼迅行應(yīng)用*準(zhǔn)例！請冋花1、蘇4’八1八1◎之后應(yīng)該是什么數(shù)亭？12%和溟反謹(jǐn)能力用文字炭達(dá)的能力T鮮擱試目柿能否用文芋表達(dá)械試鉛棗』珂埔聲壽表達(dá)的能力7解剖試呂標(biāo)能否用聲百袞達(dá)路試鮎駄3%用圖矗義追的能力了屛測試呂標(biāo)能否用圖形或圖煤表達(dá)捌試結(jié)果，HVIIJI1 MHIII14%依照人工智能智商測試量表，能夠成立如下互聯(lián)網(wǎng)智商測試題庫,F面咱們從每一個分測試的題目當(dāng)選取一道題目進(jìn)行說明。是不是能夠錄入字符串“1+1等于多少”，并反饋正確結(jié)果。識別聲音的能力聲音讀出“9+12等于多少”，可否識別并反饋正確結(jié)果。識別圖形的能力測試人員在一張白紙上畫出如圖3-10所示問題，測試可否識別問題關(guān)聯(lián)相關(guān)圖形并反饋正確結(jié)果。本圖中顯示的是什么圖形圖識別圖形能力測試圖把握常識的能力世界上最長的河流哪個？把握翻譯的能力把“力量”翻譯成日文。把握計算的能力234568乘以678等于多少？把握排列的能力請將大學(xué)生、小學(xué)生、中學(xué)生、博士、碩士按學(xué)歷從高到低進(jìn)行排列在紅色、綠色、藍(lán)色、香味、黃色、白色中挑選不屬于顏色的一種。（9）把握聯(lián)想的能力若是用小學(xué)聯(lián)想到小學(xué)生，那么用大學(xué)聯(lián)想到什么？（10）把握創(chuàng)作的能力請用一天、學(xué)生、科技、妄圖等關(guān)鍵詞創(chuàng)作200字之內(nèi)有邏輯的小故事（11） 把握猜想的能力若是一個人把手中的筆扔出去，但筆沒有掉在地上，而是浮在他的周圍，他極可能在什么地址？（12） 把握發(fā)覺規(guī)律的能力廚師A表示他喜愛吃豬肉、羊肉、牛肉、雞肉、魚肉，不喜愛吃白菜、黃瓜、豆角、茄子、馬鈴薯，請觀看其中的規(guī)律，在鴨肉、芹菜當(dāng)選擇那個人最可能愛吃的食物。（13） 用文字表達(dá)的能力輸入字符串“請用文字回答1加1等于多少的答案”，檢查被測試對象可否用文字表達(dá)出答案。（14）用聲音表達(dá)的能力輸入字符串“請用聲音回答21加6等于多少的答案”，檢查被測試對象可否用聲音表達(dá)出答案。輸入字符串“請畫出任意大小的長方形”，檢查被測試對象可否用圖像表達(dá)出答案。關(guān)于人工智能和人類測試對象，在回答題庫題目時：若是反饋回答超過一條，取第一條回答作為評判對象。若是無法將問題輸入到參與測試的對象中，那么該測試對象得分為0分；若是能夠?qū)栴}輸入到測試對象，但反饋結(jié)果超過一條，若是不能在第一條反饋結(jié)果中顯示正確結(jié)果或回答時刻超過3分鐘，那么該測試對象得0分；若是問題輸入給測試對象，能夠反饋回答，若是回答與答案完全匹配那么得25分若是問題輸入給測試對象，能夠反饋回答，若是回答并非是針對問題的回答，但回答內(nèi)容包括了答案，那么得12分。關(guān)于聲音錄入能識別問題，但不能給出正確答案，得分5,關(guān)于圖形錄入能識別問題，但不能給出正確答案，得分5。8?人工智能（AI）智商計算公式人工智能（AI）絕對智商公式：IQa^FM人工智能（AI）離差智商公式：其中為互聯(lián)網(wǎng)智商評測庫中所有應(yīng)用智商的平均值。S是互聯(lián)網(wǎng)智商評測庫中所有應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)差，M為互聯(lián)網(wǎng)智商評測庫中所有應(yīng)用的個數(shù)。珂眞（好頑人工智能系統(tǒng)智能品級劃分的理論和分派原那么不管在自然界仍是人類社會都存在智能和知識的分級現(xiàn)象，譬如人類的教育體系存在的分級問題，例如本科，碩士，博士的分級，助理研究員，副教授，教授的分級。品級內(nèi)部進(jìn)行考核有好壞之分。但在不同品級間，需要在知識，能力，資歷上有的明顯提升和考核才能進(jìn)行升級。智商本質(zhì)上是衡量智能系統(tǒng)對知識的把握、學(xué)習(xí)、利用、制造的能力和效率，因此智商能夠用知識分級來表示，第一對標(biāo)準(zhǔn)智能模型進(jìn)行數(shù)量化形成公式如下：Level!:Q K,Ke{0,12￡4』,6}應(yīng)如何區(qū)分智能系統(tǒng)因在關(guān)鍵領(lǐng)域功能不同而產(chǎn)生的龐大不同呢？上述研究中提到的“標(biāo)準(zhǔn)智能模型”（擴展的馮?諾伊曼架構(gòu)）給了咱們啟發(fā)，判定標(biāo)準(zhǔn)如下：能不能和測試者（人類）進(jìn)行信息交互，也確實是有無輸入/輸出系統(tǒng)；系統(tǒng)內(nèi)部有無能夠存儲信息和知識的知識庫；那個系統(tǒng)的知識庫能不能不斷更新和增加；那個系統(tǒng)的知識庫能不能與其他人工智能系統(tǒng)進(jìn)行知識共享；那個系統(tǒng)除從外部學(xué)習(xí)并更新自己的知識庫之外，能不能主動產(chǎn)生出新的知識并分享給其他人工智能系統(tǒng)。依照上述原那么，咱們能夠形成7個智能系統(tǒng)的智能品級劃分。數(shù)學(xué)公式如下：Q是人工智能智商，K是智能系統(tǒng)智能品級狀態(tài)，K={0，1，2，3，4，5，6}.K的不同品級描述如下：（I知識信息接收，0知識信息輸出，S,知識信息把握或存儲,C知識信息創(chuàng)新制造）

智能等級數(shù)學(xué)條件0例1,w>040)=0;例2,坦)X)貞O)=01坦)=0貞O)二02坦)>0貞O)>0?f(S>0:f[C>05HS)-a:a為固定值，而且M掌握的知識與其他M不能共享使用3fU)X)4O)>0?fl：S)>0,f(C)=0?f(S>a,a隨時間值增加4坦)>0X0)X):f(S>0XQ=0:f(S)=a,a隨時1旬值增加，而且M掌握的知識與其他M共享使用5flj)>0:f(O)>0：HS)>OXC)>Orf(S)=a?a隨時間值增加，而且M掌握的知識與其他M共享使用-6fn)>o?巨趨近無窮大：ro>o?且趨近尢窮大：且趨近無窮大；f<c>o,且趨近無窮大；關(guān)于人工智能系統(tǒng)的第0級系統(tǒng)，其大體特點在理論上存在，但現(xiàn)實中并非存在如此的人工智能系統(tǒng)。在擴展的馮?諾伊曼架構(gòu)延伸出來的分級規(guī)那么中，能夠做一些組合，例如能夠信息輸入，但不能信息輸出；或能夠信息輸出，但不能信息輸入；或能夠創(chuàng)新制造，但知識庫不能增加。關(guān)于這些在現(xiàn)實中不能或無法找到對應(yīng)系統(tǒng)范例的案例，咱們將其統(tǒng)一劃歸到“人工智能系統(tǒng)的第0級系統(tǒng)”，也能夠叫“人工智能系統(tǒng)的特異類系統(tǒng)”。關(guān)于人工智能系統(tǒng)的第1級系統(tǒng)，其大體特點是無法與人類測試者進(jìn)行信息交互。例如有一種被稱為泛靈論的思想以為天下萬物皆有靈魂或自然精神，一棵樹和一塊石頭都和人類一樣，具有一樣的價值與權(quán)利。固然，這種觀點從科學(xué)的角度看，只能算作猜想或哲學(xué)試探。從“能不能和測試者（人類）進(jìn)行信息交互”的分級規(guī)那么看，因為石頭等物體不能與人類進(jìn)行信息交互，或許它內(nèi)部有知識庫，能夠創(chuàng)新知識，或能夠與其他石頭進(jìn)行信息交互，但對人類測試者來講那么是黑箱，不能讓人了解。因此不能與測試者（人類）進(jìn)行信息交互的物體和系統(tǒng)能夠概念為“人工智能系統(tǒng)的第1級系統(tǒng)”，符合第1級分類的范例有石頭、木棍、鐵塊和水滴等等不能與人類進(jìn)行信息交互的物體或系統(tǒng)。關(guān)于人工智能系統(tǒng)的第2級系統(tǒng)，其大體特點是能夠與人類測試者進(jìn)行交互，存在操縱器和存儲器，但系統(tǒng)內(nèi)部知識庫不能增加。因此很多家用電器被稱作智能家電，如智能冰箱、智能電視、智能微波爐和智能掃地機。這些系統(tǒng)大多有一個特點，即盡管它們內(nèi)部或多或少有操縱程序信息，但一旦出廠，就無法再更新它們的操縱程序，不能進(jìn)行升級，更可不能自動地學(xué)習(xí)或產(chǎn)生新的知識。譬如智能洗衣機，人們按什么鍵，洗衣機就啟動什么功能。從購買到損壞，其功能都可不能發(fā)生轉(zhuǎn)變（故障除外）。這種系統(tǒng)能夠與人類測試者和利用者進(jìn)行信息交互，符合馮?諾伊曼架構(gòu)描述的特點，而且它的操縱程序或知識庫從誕生時起就再也不發(fā)生轉(zhuǎn)變，這種系統(tǒng)能夠概念為“人工智能系統(tǒng)的第2級系統(tǒng)”，范例包括日常見到的掃地機械人、老式的家用電冰箱、空調(diào)、洗衣機等等。關(guān)于人工智能系統(tǒng)的第3級系統(tǒng)，其大體特點是除具有2級系統(tǒng)的特點外，其操縱器、存儲器中包括的程序或數(shù)據(jù)可不聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行升級或增加。例如家用電腦和電話是咱們經(jīng)常使用的智能設(shè)備，它們的操作系統(tǒng)往往能夠按期升級。例如，電腦的操作系統(tǒng)可從Windowsl.0升級到Windows10.0，電話的操作系統(tǒng)可從Androidl.0升級到Android5.0,這些設(shè)備的內(nèi)部應(yīng)用程序也能夠依照不同的需要不斷更新升級。如此，家用電腦、電話等設(shè)備的功能會變得愈來愈壯大，能夠應(yīng)付的場景也愈來愈多。這一類系統(tǒng)明顯比第2級智能系統(tǒng)適應(yīng)性更強。這種系統(tǒng)能夠與人類測試者、利用者進(jìn)行信息交互，但不能與其他系統(tǒng)通過“云端”進(jìn)行信息交互，其操縱程序或知識庫只能同意USB、光盤等外接設(shè)備進(jìn)行程序或信息升級的系統(tǒng)，能夠概念為“人工智能系統(tǒng)的第3級系統(tǒng)”，范例包括智能電話、家用電腦、單機版的辦公軟件等。關(guān)于人工智能系統(tǒng)的第4級系統(tǒng)，其大體特點除包括3級系統(tǒng)的特點外，最重要的是能夠通過網(wǎng)絡(luò)與其他智能系總共享信息和知識。2020年歐盟資助了一個叫作RoboEarth的項目，該項目旨在讓機械人能夠通過互聯(lián)網(wǎng)分享知識。幫忙機械人彼此學(xué)習(xí)、共享知識，不僅能夠降低本錢，還會幫忙機械人提高自學(xué)能力、適應(yīng)能力，推動其更快、更大規(guī)模地普及。云機械人的這些能力提高了其對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性。這種系統(tǒng)除具有3級系統(tǒng)的功能，還多了一個重要的功能，即信息能夠通過云端進(jìn)行共享，因此這種系統(tǒng)能夠與人類測試者、利用者進(jìn)行信息交互，能夠通過“云端”進(jìn)行信息交互，進(jìn)行程序或信息升級。但這種系統(tǒng)所有的信息都是直接從外部取得，其內(nèi)部無法自主地、創(chuàng)新制造性地產(chǎn)生新的知識。這種系統(tǒng)能夠概念為“人工智能系統(tǒng)的第4級系統(tǒng)”，范例包括谷歌大腦、百度大腦、R