人工智能的過去現(xiàn)在和未來(供中學(xué)生科普)

人工智能的發(fā)展xxxxx大學(xué)2021/6/271目錄一、人工智能的定義二、人工智能的過去三、人工智能的現(xiàn)在四、人工智能的未來2021/6/272目錄一、人工智能的定義二、人工智能的過去三、人工智能的現(xiàn)在四、人工智能的未來2021/6/273移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代結(jié)束了，下一幕是人工智能！---李彥宏2021/6/274何為人工智能？百度定義：人工智能（Artificialintelligence，AI），它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。通俗的說法：人工的方法在機(jī)器（計(jì)算機(jī)）上實(shí)現(xiàn)的智能交叉學(xué)科2021/6/275目錄一、人工智能的定義二、人工智能的過去三、人工智能的現(xiàn)在四、人工智能的未來2021/6/276195619741980198719932006AI的誕生1956達(dá)特矛斯會(huì)議，“人工智能”正式誕生孕育期電子計(jì)算機(jī)機(jī)器翻譯與NLP圖靈測試計(jì)算機(jī)下棋早期神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搜索式推理聊天機(jī)器人樂觀思潮所有的AI程序都只是“玩具”運(yùn)算能力計(jì)算復(fù)雜性常識(shí)與推理專家系統(tǒng)知識(shí)工程五代機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重生未達(dá)預(yù)期削減投入摩爾定律統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)AI廣泛應(yīng)用大數(shù)據(jù)計(jì)算能力應(yīng)用增多深度學(xué)習(xí)人工智能2016人工智能發(fā)展歷程2021/6/277艾倫·麥席森·圖靈1912年－1954年“人工智能之父”萌芽期2021/6/278圖靈測試破解德國的著名密碼系統(tǒng)Enigma2021/6/279電子計(jì)算機(jī)---AI的物質(zhì)基礎(chǔ)世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)阿塔納索夫教授和他的研究生貝瑞在1937年至1941年間開發(fā)的“阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)。莫科里與埃克特一起制造了“ENIAC”（1946年）阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)馮·諾依曼2021/6/27101956年夏出席達(dá)特茅斯會(huì)議的部分代表于50年后重逢2006，AI50周年會(huì)議（美國）莫爾，麥卡錫，明斯基，塞爾夫里奇，索羅蒙夫

第一次正式使用了"人工智能(AI)"這一術(shù)語,從而開創(chuàng)了人工智能的研究方向和學(xué)科。從此在美國形成了以人工智能為研究目標(biāo)的幾個(gè)研究組,并有了AI的第一個(gè)發(fā)展期(興旺期)。2021/6/2711第一個(gè)興旺期（1956-1966年）一些較有代表性的工作：機(jī)器翻譯定理證明博弈……2021/6/2712機(jī)器翻譯里程碑事件：1953年，美國喬治敦大學(xué)組織了第一次機(jī)器翻譯的實(shí)際實(shí)驗(yàn)。1954年7月，IBM公司在701計(jì)算機(jī)上做了俄譯英的公開表演。此后包括英國、蘇聯(lián)、中國在內(nèi)的許多國家紛紛開展機(jī)器翻譯的研究。從語料庫大量的翻譯實(shí)例中自動(dòng)學(xué)習(xí)翻譯知識(shí)，然后利用這些翻譯知識(shí)自動(dòng)翻譯其他句子。2021/6/2713定理證明利用計(jì)算機(jī)證明數(shù)學(xué)定理是又一項(xiàng)大膽的設(shè)想。1956年，Newell，Shaw和Simon給出了一個(gè)稱為“邏輯機(jī)器”的程序，證明了羅素、懷德海所著《數(shù)學(xué)原理》中的許多定理，這標(biāo)志著自動(dòng)定理證明的開端。1959年，Gelernter給出了一個(gè)稱為“幾何機(jī)器”的程序,能夠做一些中學(xué)的幾何題，速度與學(xué)生相當(dāng)。美籍華裔王浩在IBM704計(jì)算機(jī)上以3-5分鐘證明了《數(shù)學(xué)原理》有關(guān)命題演算的全部220條定理，還用了幾分鐘證明了該書中帶等式的謂詞演算的150條定理中的85%，1959年再接再厲，僅用了8.4分鐘就證明了以上全部定理。2021/6/2714博弈博弈同樣是AI第一個(gè)時(shí)期的研究熱點(diǎn)，1956年Samuel研制了跳棋程序，它在1959年擊敗了Samuel本人，又在1962年打敗了美國一個(gè)州的跳棋冠軍而榮獲州級(jí)冠軍。2021/6/2715符號(hào)積分程序1963年Slagle發(fā)表了符號(hào)積分程序SAINT，用86道積分題做實(shí)驗(yàn)（其中54道選自麻省理工學(xué)院的大學(xué)考題），結(jié)果做出了其中的84道。機(jī)器視覺1965年Roberts編制了可以分辨積木構(gòu)造的程序，開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)視覺的新領(lǐng)域。2021/6/2716樂觀的預(yù)言:一連串的勝利使人們盲目樂觀，醉心于AI遠(yuǎn)景的專家們做出了種種樂觀的預(yù)言，58年，Newell和Simon充滿自信地說：不出十年，計(jì)算機(jī)將成為世界冠軍；不出十年，計(jì)算機(jī)將要發(fā)現(xiàn)和證明重要的數(shù)學(xué)定理；不出十年，計(jì)算機(jī)將能譜寫具有優(yōu)秀作曲家水平的樂曲；不出十年，大多數(shù)心理學(xué)理論將在計(jì)算機(jī)上形成。有人甚至斷言：照此趨勢下去，80年代將是全面實(shí)現(xiàn)AI的年代；到了2000年，機(jī)器的智能就可以超過人了。2021/6/2717危機(jī)此時(shí)，興奮的人們并未意識(shí)到初期的研究雖然很有成效，但并未抓到本質(zhì)，危機(jī)正潛伏在初戰(zhàn)告捷的歡樂中。2021/6/2718蕭條波折期（1967年-70年代初期）當(dāng)人們進(jìn)行了比較深入的工作后，發(fā)現(xiàn)人工智能研究碰到的困難比原來想象的要多得多。2021/6/2719困難重重Samuel的下棋程序當(dāng)了州冠軍之后沒能進(jìn)一步當(dāng)上全國冠軍更不要說世界冠軍。65年世界冠軍Helmann與Samuel的程序?qū)牧怂木肢@得全勝，僅有的一個(gè)和局是因?yàn)槭澜绻谲姟按颐Φ赝瑫r(shí)和幾個(gè)人對(duì)弈”的結(jié)果；2021/6/2720困難重重已過去了十年，計(jì)算機(jī)并未證明出重要的人還未證明出的定理2021/6/2721困難重重最糟糕的還是機(jī)器翻譯，最初采用的主要辦法是依靠一部詞典的詞到詞的簡單映射方法，結(jié)果沒有成功，還出現(xiàn)了笑話，如英語和俄語之間的翻譯：句子“outofsight,outofmind(眼不見心不煩)”譯成俄文時(shí)卻成了“又瞎又瘋”；2021/6/2722困難重重從神經(jīng)生理學(xué)角度研究AI的人發(fā)現(xiàn)他們遇到了幾乎是不可逾越的困難：以電子線路模擬神經(jīng)元及人腦都并沒有成功。人的腦子有1011（千億）以上的神經(jīng)元，生理學(xué)家認(rèn)為，每個(gè)神經(jīng)元可能不只是一個(gè)信息存儲(chǔ)轉(zhuǎn)送單位，而是一臺(tái)完整的自動(dòng)機(jī)，當(dāng)時(shí)的計(jì)算技術(shù)要把1011（千億）臺(tái)機(jī)器組成一個(gè)聯(lián)合運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)是不可能的。2021/6/2723問題求解中的組合爆炸問題，例如國際象棋走第一步有10120種可能，用原有的計(jì)算機(jī)速度要1090年，而宇宙的年齡是1010年，所以有人講，計(jì)算機(jī)下棋走第一步要走到“世界的末日”，由此可見不能光靠把所有可能性存入計(jì)算機(jī)，而要研究人的思維方法。困難重重2021/6/2724敢問路在何方?這一切都說明：由于50年代的盲目樂觀和期望值過高，沒有充分估計(jì)困難，沒有抓到本質(zhì)，因此，AI的發(fā)展要比平時(shí)慢得多，而且遇到了嚴(yán)重的困難。2021/6/2725第二個(gè)興旺期(70年代中期-80年代中期)2021/6/2726知識(shí)就是力量!1977年費(fèi)根鮑姆教授提出“知識(shí)工程”的概念.至此人工智能的研究又有新的轉(zhuǎn)折.知識(shí)作為智能的基礎(chǔ)開始受到重視,知識(shí)工程的方法很快滲透了AI各個(gè)領(lǐng)域,促使AI從實(shí)驗(yàn)室研究走向?qū)嶋H應(yīng)用。2021/6/2727蓬勃發(fā)展的專家系統(tǒng)帶動(dòng)AIRI系統(tǒng)用作VAX計(jì)算機(jī)的組裝每年為DEC公司節(jié)約2000萬美元;斯坦福大學(xué)1976年開始研制的用于地質(zhì)勘探的專家系統(tǒng)PROSPECTOR在1982年預(yù)測了華盛頓州的一個(gè)勘探地段的鉬礦位置,其開采價(jià)值超過了一億美元;由于智能機(jī)器人和第五代計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃的產(chǎn)生,使人工智能研究從蕭條期轉(zhuǎn)入第二個(gè)興旺期并進(jìn)入黃金時(shí)代。機(jī)器翻譯研究全面復(fù)蘇并從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱米呦蚴袌觥?shù)百家計(jì)算機(jī)公司卷入了計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的研制,已有很多可以滿足簡單的視覺應(yīng)用的商用產(chǎn)品面世。智能機(jī)器人的研制形成高潮。2021/6/2728否定之否定規(guī)律---再次反思十年過去了，日本的第五代機(jī)計(jì)劃未能達(dá)到預(yù)期效果而不了了之。八十年代中期、后期，人們想研究通用的智能機(jī)器或?qū)＜蚁到y(tǒng)的設(shè)想或計(jì)劃開始出現(xiàn)危機(jī)，引起反思。2021/6/2729頂天立地人工智能研究人員開始做“頂天立地”的工作。“頂天”是指研究和解決AI的一系列關(guān)鍵技術(shù)問題，例如常識(shí)性知識(shí)表示、非單調(diào)推理、不確定推理、機(jī)器學(xué)習(xí)、分布式人工智能、智能機(jī)器體系結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)性研究，以期取得突破性進(jìn)展。“立地”是指研究人工智能的實(shí)際應(yīng)用，特別是專家系統(tǒng)、自然語言理解、計(jì)算機(jī)視覺、智能機(jī)器人、機(jī)器翻譯系統(tǒng)都朝實(shí)用化邁進(jìn)。2021/6/2730新的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)時(shí)代（80年代中～90年代初）BP網(wǎng)（算法），解決了多層網(wǎng)的學(xué)習(xí)問題Hopfield網(wǎng)，成功求解了貨郎擔(dān)問題存在問題：理論依據(jù)解決大規(guī)模問題的能力2021/6/2731網(wǎng)絡(luò)化、智能化90年代，計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢為小型化、并行化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。人工智能技術(shù)逐漸與數(shù)據(jù)庫、多媒體等主流技術(shù)相結(jié)合，并融合在主流技術(shù)之中，旨在使計(jì)算機(jī)更聰明、更有效、與人更接近。2021/6/2732數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)時(shí)代（90年代初～現(xiàn)在）網(wǎng)絡(luò)給AI帶來無限的機(jī)會(huì)知識(shí)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘AI走向?qū)嵱没?021/6/27331997年5月11日，IBM深藍(lán)計(jì)算機(jī)打敗了當(dāng)時(shí)世界國際象棋冠軍加里·卡斯帕羅夫，這成為了載入史冊的歷史性事件。2021/6/27342011年，Watson在美國最受歡迎的智力問答電視節(jié)目《危險(xiǎn)邊緣》(Jeopardy)中亮相，一舉打敗了人類智力競賽的冠軍。2021/6/2735目錄一、人工智能的定義二、人工智能的過去三、人工智能的現(xiàn)在四、人工智能的未來2021/6/2736大數(shù)據(jù)+云計(jì)算+深度學(xué)習(xí)2021/6/2737大數(shù)據(jù)時(shí)代2021/6/2738深度學(xué)習(xí)的概念由Hinton等人于2006年提出，源于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究。含多隱層的多層感知器就是一種深度學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)。深度學(xué)習(xí)通過組合低層特征形成更加抽象的高層表示屬性類別或特征，以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式特征表示。2021/6/2739在人工智能研究領(lǐng)域，YannLeCun、GeoffreyHinton和YoshuaBengio一直被公認(rèn)為深度學(xué)習(xí)三巨頭。2021/6/2740弱人工智能弱人工智能是擅長于單個(gè)方面的人工智能。比如有能戰(zhàn)勝象棋世界冠軍的人工智能，但是它只會(huì)下象棋，你要問它怎樣更好地在硬盤上儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，它就不知道怎么回答你了。2021/6/2741掃地機(jī)器人2021/6/2742強(qiáng)人工智能人類級(jí)別的人工智能。強(qiáng)人工智能是指在各方面都能和人類比肩的人工智能，人類能干的腦力活它都能干。創(chuàng)造強(qiáng)人工智能比創(chuàng)造弱人工智能難得多，我們現(xiàn)在還做不到。2021/6/2743超人工智能牛津哲學(xué)家，知名人工智能思想家NickBostrom把超級(jí)智能定義為“在幾乎所有領(lǐng)域都比最聰明的人類大腦都聰明很多，包括科學(xué)創(chuàng)新、通識(shí)和社交技能。”超人工智能可以是各方面都比人類強(qiáng)一點(diǎn)，也可以是各方面都比人類強(qiáng)萬億倍的。超人工智能——上帝2021/6/2744谷歌人工智能程序阿爾法圍棋（AlphaGo）是基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)研究開發(fā)的。為了測試阿爾法圍棋的水平，谷歌于2016年3月份向圍棋世界冠軍、韓國頂尖棋手李世石發(fā)起挑戰(zhàn)，最終以4-1勝出。2021/6/27452017年5月，AlphaGoMaster戰(zhàn)勝世界冠軍柯潔。2017年10月18日，DeepMind團(tuán)隊(duì)公布了最強(qiáng)版本AlphaGo，代號(hào)AlphaGoZero。經(jīng)過短短3天的自我訓(xùn)練，AlphaGoZero就強(qiáng)勢打敗了此前戰(zhàn)勝李世石的舊版AlphaGo，戰(zhàn)績是100:0的。經(jīng)過40天的自我訓(xùn)練，AlphaGoZero又打敗了AlphaGoMaster版本。“Master”曾擊敗過世界頂尖的圍棋選手，甚至包括世界排名第一的柯潔。2021/6/2746手機(jī)中的AI2021/6/2747面向知識(shí)圖譜的搜狗搜索技術(shù)2021/6/2748DeepMind的軟件控制著數(shù)據(jù)中心的風(fēng)扇、制冷系統(tǒng)和窗戶等120個(gè)變量，使谷歌的用電效率提升了15%，幾年內(nèi)共為谷歌節(jié)約電費(fèi)數(shù)億美元。Deepmind已為谷歌掙錢DeepMind算法減少了40%用于冷卻的電量，即整體用電量效率提升15%2021/6/2749各種穿戴設(shè)備、人—車共駕、腦控或肌控外骨骼機(jī)器人、人機(jī)協(xié)同手術(shù)等實(shí)現(xiàn)生物智能系統(tǒng)與機(jī)器智能系統(tǒng)的緊密耦合。人機(jī)一體化技術(shù)導(dǎo)向混合智能2021/6/2750人臉識(shí)別2021/6/2751無人駕駛共享汽車2021/6/2752智慧城市2021/6/2753虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）2021/6/2754醫(yī)療診斷2021/6/2755用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)皮膚科醫(yī)生水平的皮膚癌分類（2017.1.25）他們通過使用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用129450個(gè)臨床圖像的數(shù)據(jù)集，在21位經(jīng)過認(rèn)證的皮膚科醫(yī)生的監(jiān)督下學(xué)習(xí)，完成對(duì)角質(zhì)形成細(xì)胞癌、良性脂溢性角化病、惡性黑色素瘤、普通痣等的識(shí)別，診斷準(zhǔn)確率達(dá)91%以上。2021/6/2756谷歌的科學(xué)家們做了一個(gè)嘗試。由于單張切片的照片過于龐大，他們將這些圖像分割成了數(shù)萬至數(shù)十萬個(gè)128x128像素的小區(qū)域，每個(gè)小區(qū)域內(nèi)可能含有數(shù)個(gè)腫瘤細(xì)胞。隨后，他們提供了許多腫瘤組織與正常組織的病理切片，供人工智能學(xué)習(xí)。最終，這款人工智能掌握了一項(xiàng)像素級(jí)的技巧——它能分辨出單個(gè)小區(qū)域內(nèi)被標(biāo)注為“腫瘤”的像素，從而將整個(gè)小區(qū)域標(biāo)注為“腫瘤區(qū)”。這能有效將腫瘤組織與健康組織區(qū)分開來。與現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)分析方案（中）相比，新型人工智能（右）能更準(zhǔn)確地找到腫瘤病理學(xué)家30個(gè)小時(shí)73.3%人工智能88.5%vs.乳腺癌2021/6/2757由張康教授領(lǐng)導(dǎo)的廣州婦女兒童醫(yī)療中心和加州大學(xué)圣迭戈分校團(tuán)隊(duì)，于2018年2月22日在頂級(jí)期刊《細(xì)胞》上發(fā)表了一篇人工智能（AI）在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的重磅研究成果：基于深度學(xué)習(xí)開發(fā)出一個(gè)能診斷眼病和肺炎兩大類疾病的AI系統(tǒng)，準(zhǔn)確性匹敵頂尖醫(yī)生?！都?xì)胞》以封面文章的形式，刊登了來自中國的這項(xiàng)AI研究。這不僅是中國研究團(tuán)隊(duì)首次在頂級(jí)生物醫(yī)學(xué)雜志發(fā)表有關(guān)醫(yī)學(xué)人工智能的研究成果；也是世界范圍內(nèi)首次使用如此龐大的標(biāo)注好的高質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)，并取得高度精確的診斷結(jié)果，達(dá)到匹敵甚至超越人類醫(yī)生的準(zhǔn)確性；還是全世界首次實(shí)現(xiàn)用AI精確推薦治療手段。2021/6/2758目錄一、人工智能的定義二、人工智能的過去三、人工智能的現(xiàn)在四、人工智能的未來2021/6/2759“缸中之腦”

我們?nèi)绾文茏C明我們不是生活在虛擬世界中？2021/6/2760

人們已經(jīng)不再熱衷于玩網(wǎng)絡(luò)游戲，而是創(chuàng)造了高科技成人樂園，體驗(yàn)更加真實(shí)刺激的游戲。里面有不少機(jī)器人接待員，他們過著設(shè)定好的劇情生活。而游客呢，現(xiàn)實(shí)中不敢的胡作非為，在公園里都能無限制放縱，嫖妓、追兇甚至濫殺無辜。

提供服務(wù)的機(jī)器人，也不是一般的機(jī)器人。他們不僅具有超高仿真外形，還有自身情感，而且能帶給游客最真實(shí)的體驗(yàn)。比如，中彈以后會(huì)流血，受傷以后會(huì)痛苦地嗷叫。

夜幕降臨，所有機(jī)器人的記憶被清除，一切歸零，第二天太陽升起，新一批游客入園。不過，在程序的失誤以及程序員要求機(jī)器人更接近于人類思維和情感的情況下，機(jī)器人的自主意識(shí)和思維使他們開始懷疑這個(gè)世界的本質(zhì)，進(jìn)而覺醒并反抗人類。2021/6/2761《黑客帝國》系列電影是一部關(guān)于AI失控控制人類的影視作品，片中AI有了自主意識(shí)，認(rèn)為人類的生存對(duì)整個(gè)星球的進(jìn)步是種阻礙，將人類的意識(shí)囚禁在數(shù)字虛擬空間，而人類的身體成了AI的能量源。2021/6/2762未來人的生活狀態(tài)2021/6/2763樂觀的展望三維全息虛擬技術(shù)正式大規(guī)模商用，可以通過VR、AR技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程交流、網(wǎng)絡(luò)購物了！2021/6/2764樂觀的展望升級(jí)版Hyperloop建成。由于運(yùn)行空間真空，沒有摩擦力，"膠囊大玩具"車廂運(yùn)行速度最高可能達(dá)到每小時(shí)6500公里。這樣算下來，從美國紐約到洛杉磯只要5分鐘，紐約到北京只需2小時(shí)，環(huán)球旅行只需要3個(gè)小時(shí)。2021/6/2765樂觀的展望量子計(jì)算機(jī)正式大規(guī)模商用，其運(yùn)行速度比傳統(tǒng)模擬裝置計(jì)算機(jī)芯片運(yùn)行速度快1億倍。2021/6/2766樂觀的展望人類帶上“大腦帽”可以進(jìn)入虛擬世界！2021/6/2767樂觀的展望機(jī)器人承擔(dān)了100%的人類體力工作。智力方面工作的替代率也提高到了90%。人類進(jìn)入到了可以不用工作的時(shí)代。絕大部分人類從世俗事務(wù)中脫離出來，得以專心致力于自己的愛好專長。2021/6/2768知識(shí)將能夠植入大腦中的生物芯片。教育制度發(fā)生了根本性改變，人類再也不需要死記硬背了，傳統(tǒng)的長達(dá)十來年的教育縮短為幾周的移植教育。樂觀的展望2021/6/2769人類甚至可以將自己的意識(shí)下載到超級(jí)電腦（或克隆的新生命）內(nèi)，從而達(dá)到某種意義上的“永生”。樂觀的展望2021/6/2770在技術(shù)上解決了輻射反饋等艱巨困難之后，人類史上首個(gè)“蟲洞”型時(shí)間機(jī)器誕生，首次短期時(shí)間旅行試驗(yàn)圓滿成功。人類即將進(jìn)入“大時(shí)空航行時(shí)代