湖北省當陽第一高級中學 李強威

淺析人工智能的發(fā)展及其對人類生活的影響

湖北省當陽第一高級中學 李強威

近年來，人工智能的發(fā)展態(tài)勢十分迅猛，也越來越成為社會關(guān)注的熱點。特別是在如計算機視覺、大數(shù)據(jù)分析、無人駕駛、自動翻譯、垃圾郵件過濾等諸多領(lǐng)域已經(jīng)取得了革命性的突破進展。本文首先對人工智能的發(fā)展歷程及主要應(yīng)用領(lǐng)域進行分析，并列舉目前應(yīng)用廣泛的熱點技術(shù)，進而就其對醫(yī)療領(lǐng)域可能產(chǎn)生的重大影響進行詳細闡述。

人工智能；科學發(fā)展；醫(yī)療；發(fā)展前景

引言

人工智能是一門涵蓋多學科知識，而又被當今社會廣泛應(yīng)用于多領(lǐng)域，給人帶來便捷、高效的同時，又讓業(yè)界為其擔心的交叉學科知識的綜合產(chǎn)物。[1]真正的人工智能，必須能夠感知周圍環(huán)境的變化，并對此做出反應(yīng)，適時改變和調(diào)整自己的行動，以出色完成任務(wù)。[2]

今年來，隨著機器學習與深度學習技術(shù)的不斷發(fā)展，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在計算機視覺、圖像識別等領(lǐng)域的有效性大大提高，目前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在大數(shù)據(jù)的訓練下有著極強的特征學習與表達能力。特別是2016年3月谷歌公司開發(fā)的Alphago與人類頂尖棋手李世石的圍棋對戰(zhàn)，更是標志著人工智能達到了前所未有的新高度。因此，未來人工智能在人類生活的各個領(lǐng)域有著極高的應(yīng)用前景和廣闊的發(fā)展空間。

1.人工智能的發(fā)展歷程

人工智能也就是人們經(jīng)常說的“AI”(Artificial Intelligence)，是最近新興的一種科技名詞。人工智能最初興起于20世紀中期，最早的工作一般認為是由美國神經(jīng)科學家和控制論學者Warren Mcculloch和Walter Pitts共同完成的，他們吸取了相關(guān)的研究資源后提出了一種人工神經(jīng)元模型。[3]

1977年，費根鮑姆首次提出了知識工程這一概念，而后各類專家系統(tǒng)得到發(fā)展，大量的商品化專家系統(tǒng)和智能系統(tǒng)紛紛推出，廣泛地滲透到了人類生活中的方方面面，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。[3]但而后的很長一段時間里，人們對它的認識還始終比較膚淺，相關(guān)的理論和方法也都不夠成熟。直到二十一世紀以來，隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的提出，人工智能掀起了前所未有的高潮。2006年，由加拿大多倫多大學的Geoffery Hinton及其學生在《Science》雜志上發(fā)表文章，其中提到了深度學習這一思想，利用多個隱含層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對輸入原始數(shù)據(jù)有更抽象和更本質(zhì)的表述，并通過“逐層初始化”這一方法，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分級表達，有效地降低了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓練難度。

隨著研究和創(chuàng)新，人工智能取得了諸多重要的標志性的成績。 在1997年的國際象棋比賽中，深藍戰(zhàn)勝了人類冠軍卡斯帕羅夫。在計算機之父去世60周年的那天，古斯特曼第一次通過了圖靈測試。 特別是2016年谷歌的Alpha Go戰(zhàn)勝了人類國際圍棋冠軍李世石，引發(fā)了人類對人工智能的前所未有的廣泛關(guān)注。

2.人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是一類具有專門知識和經(jīng)驗的計算機智能程序系統(tǒng)，通過對人類專家的問題求解能力建模，采用人工智能中的只是表示和知識推理技術(shù)來模擬通常由專家才能解決的復雜問題，達到具有與專家同等解決問題能力的水平。[4]專家系統(tǒng)的研究是人工智能中開展較早，發(fā)展較多的領(lǐng)域，被廣泛地應(yīng)用在如醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘測、文化教育等方面。利用人工智能中的技術(shù)，能夠在特定的應(yīng)用問題中模擬人類專家的求解思維，并利用計算機的數(shù)據(jù)和計算優(yōu)勢，取得超越人類的效果。

（2）自然語言理解

自然語言處理是人工智能領(lǐng)域中的一個重要方向，它主要研究能實現(xiàn)人與計算機之間用自然語言進行有效通信的理論及方法，也就是人們俗稱的人機對話。通過自然語言理解的技術(shù)，能夠大大提高人們的工作效率，如查詢資料、解答問題、智能機器服務(wù)等等。目前自然語言理解的佼佼者當屬IBM Watson。生活中我們用到的搜索引擎、中文輸入法、機器翻譯都和自然語言理解的發(fā)展息息相關(guān)。

（3）數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘與大數(shù)據(jù)處理也是近年來人工智能最為重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。隨著信息時代互聯(lián)網(wǎng)的普及與發(fā)展，生活中大量的文字、語音、圖像、視頻等數(shù)據(jù)能夠被記錄和存儲。因此，如何利用海量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在的聯(lián)系并得到有用的信息有著極高的應(yīng)用和商業(yè)價值。其中最具有代表性的是著名的Netflix公司因為長期做電影推薦，因而有著海量的用戶評價數(shù)據(jù)，因此，基于大數(shù)據(jù)下進行的電影推薦則更具有代表性。Netflix所制作的《紙牌屋》電視劇創(chuàng)下了歷史性的收視紀錄，其制作過程也正是吸納了用戶評價中最為重要的觀看標準，這些都得益于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展。

（4）計算機視覺

計算機視覺是指利用計算機實現(xiàn)人的視覺功能，希望能根據(jù)感知到的圖像（視頻）對實際的目標和場景內(nèi)容做出有意義的判斷。[5]其中涉及到的如經(jīng)典的人臉識別問題、圖像分類問題、手寫體文字識別、指紋識別、醫(yī)療圖像識別以及衍生的無人駕駛技術(shù)等問題是近年來研究的熱點。 利用人工智能中提出的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一系列方法，其圖像識別效果得到明顯的提升，甚至已經(jīng)超過人類的識別能力。計算機視覺中的核心應(yīng)用技術(shù)部分市場化的應(yīng)用已經(jīng)與普通大眾想接觸。

3.人工智能對人類生活的影響及發(fā)展前景

隨著人工智能技術(shù)的進步，人工智能已經(jīng)開始走入我們的生活，不僅僅是教育、醫(yī)療、家庭、工作等方面，人工智能將會對人類生活的方方面面產(chǎn)生巨大的影響。

（1）起居生活

比如當你撥通客服電話的時候，人工智能會為你解答一切難題，它們能夠“掌握”和“牢記”關(guān)于產(chǎn)品的所有信息，你需要做的就是對準麥克風說話就好。智能機器人技術(shù)，它已經(jīng)出現(xiàn)在企業(yè)官網(wǎng)、微信公眾號、APP里，幾乎能幫助你解答所有關(guān)于產(chǎn)品和生活上的問題。

（2）工作學習

人工智能也必然會大大提高我們工作學習中的效率。比如其中的光學字符識別技術(shù)(Optical Character Recognition, ORC)的出現(xiàn)為人類做出了很大貢獻，可以減少手工錄入的繁瑣，直接提取圖片文字的信息，節(jié)約時間，提高工作效率。又例如易道博識科技可以為互聯(lián)網(wǎng)金融、銀行、證券、保險業(yè)等行業(yè)提供票據(jù)、卡證、圖像等的ORC識別解決方案，不需要用戶再手工錄入，可以帶來更好的用戶體驗。

（3）健康醫(yī)療

在醫(yī)療健康領(lǐng)域，目前已經(jīng)有很多智能硬件公司推出了智能醫(yī)療硬件產(chǎn)品，能夠及時地反應(yīng)出人體的健康狀況。比如機器視覺系統(tǒng)自動完成乳房X光檢查和其他醫(yī)學影響的分析，通過模擬醫(yī)學專家診斷、治療疾病的思維過程能夠讓機器人自動診斷病人病情等。

（4）交通領(lǐng)域

在智能交通方面發(fā)展最為迅猛的當屬無人駕駛技術(shù)。 最早將人工智能技術(shù)應(yīng)用到汽車領(lǐng)域的谷歌，以及當下的Uber、百度和眾多汽車制造廠商也先后向無人駕駛技術(shù)發(fā)起了挑戰(zhàn)。未來百度自動駕駛計劃的核心方向就在百度大腦，它可實現(xiàn)人與汽車的語言互動，車輛定位，駕駛輔助甚至自動駕駛等功能。

4.結(jié)語

未來人工智能隨著各項技術(shù)的不斷進步，也將要不斷面對越來越多的挑戰(zhàn)，包括觀念上的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)實生活中，社會大眾對人工智能技術(shù)的期望往往很高，但人工智能技術(shù)進步不僅受限于軟件、硬件技術(shù)的制約，也受人類對自身理解與了解程度的制約，因此未來人工智能技術(shù)將在現(xiàn)有制約被不斷解決、新的制約又不斷形成的過程中，始終保持螺旋式發(fā)展進步的趨勢。

而且我們必須要承認，目前的人工智能還處于較低的發(fā)展階段，總體上屬于低級別開發(fā)，與真正的模擬人腦的思維方式還有很大的差距，在性能方面還有著很大的提升空間。但由于人工智能的發(fā)展而被大量開發(fā)的算法和應(yīng)用將必然對人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生深遠的影響。

[1]李玉環(huán)．人工智能綜述[J]．科技創(chuàng)新導報,2016,(16):77-78．

[2]張越．人工智能綜述:讓機器像人類一樣思考．

[3]張妮．人工智能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用研究綜述．

[4]史忠植．高級人工智能(第二版)[M]．科學出版社,2006．

[5]Kong B C, Associate Professor． Comparison Between Human Vision and Computer Vision[J]． Nature Magazine, 2002．