不断超越的人工智能(2)
近年来，谷歌将大量资金、人力投入人工大脑研究中，并成功开发出了模拟人脑并具备自我学习功能的“谷歌虚拟大脑”。“谷歌虚拟大脑”是模拟人脑细胞之间的相互交流、影响而设计的，通过模拟人脑中相互连接、相互沟通、相互影响的“神经元”，由1000台计算机、16000个处理器、10亿个内部节点相连接，形成一个“神经网络”。当有数据被送达这个神经网络的时候，不同神经元之间的关系就会发生改变，这种关系的变化使得该系统对某些特定数据形成反应机制，从而让系统具备学习能力，并且能够在新输入的数据中找出与学到的概念相对应的部分，以达到识别的效果。这个有着自学功能的虚拟大脑系统在人工智能领域有着划时代意义，研究人员无需预先输入某一概念，它就可以自己决定关注数据的哪部分特征，注意哪些模式，从而自动从输入的大量数据中“领悟”这一概念，这与人脑的学习过程十分相似。
智能软件不止于围棋
所谓智能软件，是指能够产生人类智能行为的计算机软件。智能软件与传统软件最重要的区别就是：智能软件具有现场感应和环境适应的能力，还有表示、获取、存取和处理知识的能力，同时还能够采用人工智能的问题求解模式来获得结果。自从计算机诞生后，软件的设计开发便一直落后于硬件生产水平的发展，智能软件更是无从谈起。直到20世纪末，作为现实世界高水平的抽象——Agent软件系统的诞生，才大大加快了智能软件的开发。很快，基于Agent的实时道路交通导航系统模型、面向Agent的巡航导弹武器控制系统和多Agent敏捷调度系统相继被开发出来。目前，基于Agent的软件设计与开发已经成为人工智能学科的重要内容之一，而如何在软件设计与开发中更好地体现Agent的自治性、交互性、协作性以及可通信性等，又使智能软件的设计与开发成为了人工智能学科的新挑战。
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如今，对于智能软件的开发正处于如火如荼的阶段。比如，击败李世石的“阿尔法围棋”便是一款智能软件，这款智能软件最重要的特征就是“深度学习”。深度学习的主要原理就是用一层神经网络把大量矩阵数字作为输入，通过非线性激活方法取权重，再产生另一个数据集合作为输出。这就意味着“阿尔法围棋”会在与围棋高手的较量中不断提高自己的棋力。“阿尔法围棋”的另一个重要特征就是它具有两个不同的神经网络大脑：一个是“监督学习的策略网络”，负责观察棋盘布局试图找到最佳的下一步，相当于“落子选择器”；另一个是“价值网络”，负责评估棋局的整体局面并预测双方胜负，从而辅助落子选择器，这个叫“棋局评估器”。在“两个大脑”的配合下，“阿尔法围棋”击败了围棋界顶级高手，这绝对是人工智能的大突破。此外，智能软件还在环保、商务和医疗等领域崭露头角。我们知道，现在空气污染备受关注，西门子中央研究院便开发了基于神经网络的空气污染预测软件。该软件利用了伦敦市遍布中心城区的约150 座监测站收集的包括湿度、太阳辐射、云层覆盖和温度等天气数据和一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物等气体的排放测量数据，并将这些数据相关联。同时还将诸如工作日、周末、假期、展会和体育赛事等影响交通和污染物排放的活动编程到预测模型中，最终这款智能软件能够每小时预报伦敦市内150 个地点未来 3 天的空气污染程度，误差率不超过 10%，并且还可以推断出导致所预测空气污染的主要原因。另外，现在还出现了许多商务智能软件，主要就是通过分析销售额、客流量、库存、人员配置等所有和企业运营相关的数据来显示和预测市场波动、经济趋势等，并为决策者提供未来的规划和方案。例如，美国的某公司开发了一款餐厅绩效管理智能软件，这款软件可以计算出每个轮班期间的最佳人员编制。总之，智能软件的开发已经并将继续影响整个社会的方方面面。
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家庭机器人走入百姓家
人工智能的最后一个研究方向就是研发家庭机器人。所谓机器人，就是指装有传感器和微处理器，并且拥有潜在的人工智能，能够在无人操作的情况下完成一些重复动作的设备。在过去的几十年中，机器人已经被广泛应用在工业生产和危险环境中，如今，机器人市场已经开始转向家庭。那种可以和人成为朋友，陪人聊天，也可以帮助人们看家、清洁地板、照顾孩子等做一系列家务活儿的家庭机器人引领了新的时尚。
日本一直走在家庭机器人研究的最前沿。21世纪初，日本泰姆泽库公司便研发了一款恐龙机器人“番龙”，该机器人体型和大型警犬差不多。如果家中出现异常情况，它就会呼叫主人手机，通知主人家中有异常现象，同时主人还可以根据传感器的反应，远距离操纵“番龙”寻找所出现的异常现象。紧接着，日本的NEC公司发布了一款名为PaPeRo的具有强化通讯功能的家庭型机器人，这个机器人可以在噪声环境下分辨声音，而且对手写笔记、文字和动画有识别能力，有与人自然沟通的能力，可与儿童对话并实现部分儿童监护功能。后来，日本的富士房屋(Fuji Housing)公司又开发了一款外观形似泰迪熊的新型家务机器人，这只“泰迪熊”带有声音识别系统，可以听懂一万多种命令并能够准确执行这些命令。除日本外，其他国家也积极开发家庭机器人。加拿大的一位电脑奇才根据自己的择偶标准，打造了一个完美机器人妻子Aiko。该女性机器人一头秀发，五官精致，能从事简单的清洁和家务工作，精于数学，可以认人，还能够大声读报纸，给人指方向等。更有意思的是，如果有陌生男士对Aiko举止不雅，她就会扇他们耳光。再说中国，最近上市的一款家庭智能机器人名叫塔米，它身高只有45厘米，能跟孩子一起玩，具有唱歌、跳舞、背唐诗、说英语等能力，同时它还有自动充电、安全防盗等多种功能，并可以语音播报天气预报和简要新闻等。当然，现阶段的家庭机器人仍然受到技术的限制，普遍使用激光技术计算距离，使用雷达技术保持平衡，使用红外线摄像技术探测热能以识别人的存在。然而在生活中，无论人、动物还是灯都是一处处热源，这使得机器人难以准确分辨。因此，开发出能与环境交互产生自主行为，并发育出心智的家庭机器人，是未来家庭机器人的研究热点，这也是实现机器人真正人工智能化的关键。
人工智能学科的出现与发展绝不是孤立的，它是与整个科学体系的演化和发展进程密切相关的。21世纪各学科蓬勃发展，高科技层出不穷，人工智能也必将在时代要求下实现与多学科的交叉研究，在与多学科的交叉研究与发展中，必将掀起一场智能技术革命，从而开辟人机协同思考的新纪元。
【责任编辑】张小萌, http://www.100md.com(姚丁扬)
智能软件不止于围棋
所谓智能软件，是指能够产生人类智能行为的计算机软件。智能软件与传统软件最重要的区别就是：智能软件具有现场感应和环境适应的能力，还有表示、获取、存取和处理知识的能力，同时还能够采用人工智能的问题求解模式来获得结果。自从计算机诞生后，软件的设计开发便一直落后于硬件生产水平的发展，智能软件更是无从谈起。直到20世纪末，作为现实世界高水平的抽象——Agent软件系统的诞生，才大大加快了智能软件的开发。很快，基于Agent的实时道路交通导航系统模型、面向Agent的巡航导弹武器控制系统和多Agent敏捷调度系统相继被开发出来。目前，基于Agent的软件设计与开发已经成为人工智能学科的重要内容之一，而如何在软件设计与开发中更好地体现Agent的自治性、交互性、协作性以及可通信性等，又使智能软件的设计与开发成为了人工智能学科的新挑战。
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如今，对于智能软件的开发正处于如火如荼的阶段。比如，击败李世石的“阿尔法围棋”便是一款智能软件，这款智能软件最重要的特征就是“深度学习”。深度学习的主要原理就是用一层神经网络把大量矩阵数字作为输入，通过非线性激活方法取权重，再产生另一个数据集合作为输出。这就意味着“阿尔法围棋”会在与围棋高手的较量中不断提高自己的棋力。“阿尔法围棋”的另一个重要特征就是它具有两个不同的神经网络大脑：一个是“监督学习的策略网络”，负责观察棋盘布局试图找到最佳的下一步，相当于“落子选择器”；另一个是“价值网络”，负责评估棋局的整体局面并预测双方胜负，从而辅助落子选择器，这个叫“棋局评估器”。在“两个大脑”的配合下，“阿尔法围棋”击败了围棋界顶级高手，这绝对是人工智能的大突破。此外，智能软件还在环保、商务和医疗等领域崭露头角。我们知道，现在空气污染备受关注，西门子中央研究院便开发了基于神经网络的空气污染预测软件。该软件利用了伦敦市遍布中心城区的约150 座监测站收集的包括湿度、太阳辐射、云层覆盖和温度等天气数据和一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物等气体的排放测量数据，并将这些数据相关联。同时还将诸如工作日、周末、假期、展会和体育赛事等影响交通和污染物排放的活动编程到预测模型中，最终这款智能软件能够每小时预报伦敦市内150 个地点未来 3 天的空气污染程度，误差率不超过 10%，并且还可以推断出导致所预测空气污染的主要原因。另外，现在还出现了许多商务智能软件，主要就是通过分析销售额、客流量、库存、人员配置等所有和企业运营相关的数据来显示和预测市场波动、经济趋势等，并为决策者提供未来的规划和方案。例如，美国的某公司开发了一款餐厅绩效管理智能软件，这款软件可以计算出每个轮班期间的最佳人员编制。总之，智能软件的开发已经并将继续影响整个社会的方方面面。
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家庭机器人走入百姓家
人工智能的最后一个研究方向就是研发家庭机器人。所谓机器人，就是指装有传感器和微处理器，并且拥有潜在的人工智能，能够在无人操作的情况下完成一些重复动作的设备。在过去的几十年中，机器人已经被广泛应用在工业生产和危险环境中，如今，机器人市场已经开始转向家庭。那种可以和人成为朋友，陪人聊天，也可以帮助人们看家、清洁地板、照顾孩子等做一系列家务活儿的家庭机器人引领了新的时尚。
日本一直走在家庭机器人研究的最前沿。21世纪初，日本泰姆泽库公司便研发了一款恐龙机器人“番龙”，该机器人体型和大型警犬差不多。如果家中出现异常情况，它就会呼叫主人手机，通知主人家中有异常现象，同时主人还可以根据传感器的反应，远距离操纵“番龙”寻找所出现的异常现象。紧接着，日本的NEC公司发布了一款名为PaPeRo的具有强化通讯功能的家庭型机器人，这个机器人可以在噪声环境下分辨声音，而且对手写笔记、文字和动画有识别能力，有与人自然沟通的能力，可与儿童对话并实现部分儿童监护功能。后来，日本的富士房屋(Fuji Housing)公司又开发了一款外观形似泰迪熊的新型家务机器人，这只“泰迪熊”带有声音识别系统，可以听懂一万多种命令并能够准确执行这些命令。除日本外，其他国家也积极开发家庭机器人。加拿大的一位电脑奇才根据自己的择偶标准，打造了一个完美机器人妻子Aiko。该女性机器人一头秀发，五官精致，能从事简单的清洁和家务工作，精于数学，可以认人，还能够大声读报纸，给人指方向等。更有意思的是，如果有陌生男士对Aiko举止不雅，她就会扇他们耳光。再说中国，最近上市的一款家庭智能机器人名叫塔米，它身高只有45厘米，能跟孩子一起玩，具有唱歌、跳舞、背唐诗、说英语等能力，同时它还有自动充电、安全防盗等多种功能，并可以语音播报天气预报和简要新闻等。当然，现阶段的家庭机器人仍然受到技术的限制，普遍使用激光技术计算距离，使用雷达技术保持平衡，使用红外线摄像技术探测热能以识别人的存在。然而在生活中，无论人、动物还是灯都是一处处热源，这使得机器人难以准确分辨。因此，开发出能与环境交互产生自主行为，并发育出心智的家庭机器人，是未来家庭机器人的研究热点，这也是实现机器人真正人工智能化的关键。
人工智能学科的出现与发展绝不是孤立的，它是与整个科学体系的演化和发展进程密切相关的。21世纪各学科蓬勃发展，高科技层出不穷，人工智能也必将在时代要求下实现与多学科的交叉研究，在与多学科的交叉研究与发展中，必将掀起一场智能技术革命，从而开辟人机协同思考的新纪元。
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