人工智能概述

一【发展历史】

人工智能发展成熟度曲线

这幅有关“人工智能发展成熟度曲线”的漫画,形象地展示出人们在此前两次人工智能热潮中,从被人工智能在某些领域的惊艳表现震撼,到逐渐认识到当时的人工智能还有各种局限,以至于产生巨大心理落差的有趣过程。
人工智能基本可以分为三个阶段:符号阶段,统计学习阶段,神经网络。

1 . 符号阶段

这个阶段技术原理:人为指定逻辑 =》 机器执行逻辑并产生结果

图灵机

这个是图灵机的原型,图灵的基本思想是用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算的过程。

在这个阶段,是人制定规则,然后由机器去执行这些规则,进行推理和预测。

但是,这个阶段是有问题,什么问题?
比如:一个医疗专家系统(用于判断病情)
问题1:世界是复杂的,混沌的,老专家的经验能转为计算机的规则和逻辑的部分也是有限的,是没有办法穷举的。

问题2:而且不同病情有相同的症状,导致无法准确的判断病情,所以这个阶段自身存在的知识获取难、知识领域窄、推理能力弱、实用性差等问题逐步暴露。

因此从 1976 年开始,人工智能的研究进入长达 6 年的萧瑟期。

2 . 统计学习阶段

这个阶段技术原理:数据 + 算法 =》机器学习逻辑 =》 根据学习的逻辑产生结果

机器学习算法

这个阶段是通过数据加算法改变自身的学习,所以又可以称为机器学习,有了简单模拟人的思维,这个阶段的思维是学习来的,规则也是学习来的,而 “ 符号阶段 “ 是人给机器制定规则,机器帮人决策,和前一个阶段有着本质的区别。

举几个例子:

  • 房价预测(线性回归算法)
通过面积预测房价

这里只关心面积和房价的二维关系,其实现实中是多维关系,比如:房价和区域,房价和房间数,房价和楼层等等。

  • 图片处理(聚类算法)
彩色照片转换成素描

这个例子是把彩色照片转换成素描产品,其实原理就是通过机器的学习的聚类算法(属于无监督学习)

但是统计学习阶段很难准确模仿人的直觉,比如:声音识别,人脸识别,情绪识别等。

3 . 神经网络

这个阶段技术原理:数据 + 模拟人的大脑结构 =》机器学习逻辑 =》 根据学习的逻辑产生结果

这个阶段就是把上一个阶段的 算法 换成了 模拟人的大脑结构(神经元),每个神经元代表不同的维度,把这些维度结合综合分析,然后得出结果,这就非常接近人的思维逻辑了,比如看一张照片,确认照片里的人是谁,我们能快速的认出来,但是却无法解释我们是如何分辨的,其实就是一种直觉,说不清,道不明,神经网络也是如此,就像一个黑盒子,你不知道里面是如何运作的。
正因为如此,所以结构复杂,结果非常难以预测,在有些情况下(比如数据量或算力不够大),神经网络还不如普通的机器学习算法,比如SVM(支持向量机)。

3.1神经网络模仿人的大脑结构:


模拟人的大脑结构

3.2.实现原理:


神经网络

图中的小圆圈其实是一个个的神经元,每个神经元负责某一个特征,神经元之间相互联系,然后把所有的特征组合为更高级的复杂特征。神经元越多,神经网络越复杂,就和人的神经元一样,大脑不断的学习,树突不断在增加。

神经网络也是有问题,甚至不能简单的异或逻辑运算,需要大量的数据学习,大量的数据学习需要大量的算力。

直到大数据和GPU的出现,有了充足的数据和强的算力,让训练复杂的神经网络变为现实,以往打游戏的显卡NVIDIA ,成为了专业人工智能驯兽师。

二 【关于大数据和人工智能】

某些复杂系统面前, 数据在增长,大数据的洞见确没有增长。
因为大数据预测遇到了噪声失效。
例如:
美国大选,数据上看是希拉里占优势,但是还是出现了黑天鹅事件,特朗普赢了。
所以多维度,多因素的复杂系统面前,大数据预测往往就失效了,这个时候大数据 + 人工智能也许是更好的解决方案。

三 【机器学习分类】

1.根据学习模式分类

  • 监督学习


    监督学习

通过告诉计算机哪些是猫,哪些是狗,让计算机不断的学习猫和狗,通过这种指引的方式,计算机就掌握辨别猫和狗的能力,其实就是给图片打上猫和狗的标签,这个过程是有人参与的,所以叫监督学习。

  • 非监督学习
非监督学习

通过给计算机大量猫和狗的图片,让计算机发现其中猫和狗特征的规律,然后把猫和狗分类,这里学习到是猫和狗的特征规律,计算机并不知道猫是猫,狗是狗。

  • 强化学习


    强化学习

    例如一家日本公司 Fanuc,工厂机器人在拿起一个物体时,会捕捉这个过程的视频,记住它每次操作的行动,操作成功还是失败了,积累经验,下一次可以更快更准地采取行动。

四 【人工智能的应用】

1.文本分类


今日头条

2.智能交通


滴滴出行

借助海量的出行数据、 实现智能交通

3.照片物体识别

物体识别

4.可以识别人的情绪:


情绪识别

5.声音识别


image.png

智能家居,智能汽车

6.翻译

谷歌翻译

百度翻译,有道翻译,谷歌翻译

7.AI设计师


image.png

8.艺术

  • 人工智能作画


    人工智能作画
  • 人工智能作曲
    https://weibo.com/tv/v/FAnoH06yM?fid=1034:7699ef2713fe6646ed0c56d34619de21
    这是一首人工智能作曲+演奏,由人类填词演唱的歌曲。作曲软件名叫Amper,背后的技术是alpha go公司旗下的一款专门用来合成声音的生成式神经网络 - DeepMind WaveNet。整首歌的谱写和演奏能够通过Amper一键完成,不需要人类的参与

9.金融
比如:机器代替人去筛选研报,阅读研报,给出分析数据
比如:预测股价


10.农业


自动化农业

11.医疗,目前主要还是在图像识别阶段,比如看片。。。


机器看片并分析诊断结果

12.围棋:


alphago战胜人类

13.无人驾驶


无人驾驶
五【总结】
人工智能范畴

人工智能包含机器学习
机器学习包含表征学习
表征学习包含深度学习

  • 不管是哪一种学习,都不是相互排斥的,在实际应用中,往往是结合各自的优点组合使用的。

  • 符号阶段:人为指定逻辑 =》 机器执行逻辑并产生结果
    统计学习阶段:数据 + 算法 =》机器学习逻辑 =》 根据学习的逻辑产生结果
    神经网络:数据 + 模拟人的大脑结构 =》机器学习逻辑 =》 根据学习的逻辑产生结果

  • 目前人工智能的整体水平大概和一只猫的水平差不多,虽然能完成比较复杂的逻辑运算,但还是一个傻瓜,只是在某些方面很擅长,比如下围棋。所以人工智能会颠覆很多行业,但是要达到人类一样智能水平还有很长的一段距离。

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