人工智能简介

人工智能，简称 AI，如今是一种快速发展的技术，也是计算机科学环境中令人着迷和普遍的领域之一，在未来具有最大的发展空间。我们生活在一个万事万物都或多或少与人工智能相关的时代。如今，你能想象没有智能手机的一天吗？我们几乎每一件小事都需要这个简单的手机。当人工智能与这个简单的手机结合时，它就变成了一个多功能系统，从“手机”变成了“智能手机”。那么，什么是人工智能呢？

什么是人工智能？

在这个世界上，我们都被机器和智能设备包围着，其中许多都是基于人工智能原理运行的。
让我们想想一辆自动驾驶汽车，汽车本身正在根据从各种传感器（如人脑）接收到的数据做出决策，而无需驾驶员的帮助。这怎么可能？答案就是人工智能。

再举一个国际象棋的例子。你有没有想过电脑或你的智能手机是如何像人类对手一样完美下棋的？答案还是人工智能或人工智慧。

让我们试着将“人工智能”这个词拆分为两部分来理解其含义：人工 + 智能。“人工”一词指的是由人类制造而非自然产生的某物，更具体地说，是自然之物的复制品。“智能”一词指的是获取和应用知识与技能的能力。因此，简而言之，人工智能就是一种人工创造的智能。

人类运用大脑（智慧）的超凡能力使其与其他生物区别开来。学习、推理和解决问题是人类智慧的关键因素。人类智慧是理性思考、有目的地行动以及有效应对环境的心理素质。当这种人类智慧整合到机器上以模仿人类行为时，一项新技术就应运而生，并被命名为人工智能。如果一台机器使用人工智能，则不需要像普通机器那样针对不同情况进行预编程或重新编程。人工智能机器可以理解并对以前从未发生过的情况或条件做出决策。

人工智能的定义

我们如何定义智能，这太难了，对吧？人工智能也是如此，人工智能不仅仅是一种技术，它是一组协同工作的技术，使机器能够感知、理解、行动和学习，并智能地做出决策。因此，很难以一种方式定义人工智能，所以人工智能拥有不同的定义集。让我们看看不同的人如何定义人工智能
约翰·麦卡锡（John McCarthy），被誉为人工智能之父的其中一人，在20世纪50年代创造了“ARTIFICIAL INTELLIGENCE”一词。他说：“学习的每一个方面或智能的任何其他特征原则上都可以被精确地描述，从而使机器能够模拟它。我们将尝试找出如何让机器使用语言，形成抽象概念，解决目前留给人类解决的问题，并自我改进。”

《牛津英语生活词典》给出了以下定义
“能够执行通常需要人类智能的任务的计算机系统理论和开发，例如视觉感知、语音识别、决策制定以及语言之间的翻译”。

人工智能的另一个定义是：“人工智能是在人造机器上刺激人类智能，这些机器通过一套算法进行良好编程，可以利用自己的智能像人类一样行动”

为什么人工智能很重要？

在深入研究人工智能之前，我们必须了解为什么需要这项新技术？人工智能能为我们的世界提供什么？等等。让我们讨论一下人工智能在现代世界的一些用途。

• 在人工智能软件的帮助下，我们可以轻松解决现实生活中的问题，并且比人类更精确，例如医疗诊断、交通、天气、股票交易等。
• 我们都使用过我们的虚拟助手，如谷歌、Siri 或 Alexa 等，它们都基于人工智能。
• 图像处理和模式分析是一种人工智能应用级程序，目前已广泛应用于各个领域
• 我们能够制造出具有动态决策独立能力的机器人，这将有助于人类执行关键任务，而不会造成人员伤亡。

人工智能如何工作？

我们已经讨论过，人工智能并非单一技术，一般来说，我们可以将人工智能的工作原理解释为一台机器，它能够从不同的设备接收海量数据，并使用不同的智能算法处理和学习这些数据，然后动态地做出决策。
人工智能通过利用大量技术组件（我们可以称之为子领域）来使机器做出决策。要理解人工智能的实际工作原理，您需要了解人工智能的子领域，并理解这些领域是如何应用的。

• 机器学习：机器学习教会机器根据过去的经验进行推断和决策。
• 深度学习：一种机器学习技术，教机器处理输入以分类、推断和预测结果。
• 神经网络：神经网络的工作方式与人类神经细胞类似。一系列算法，捕捉各种变量之间的关系，并像人脑一样处理数据。
• 自然语言处理：机器阅读、理解、解释语言的技术。
• 计算机视觉：算法通过分解图像和研究不同部分来尝试理解图像。
• 认知计算：算法通过分析文本、图像、语音、物体等方式模仿人脑，并尝试产生所需的输出。

人工智能的三个阶段

现在我们了解了人工智能以及人工智能的需求和工作原理。现在让我们看看人工智能的生命周期。人工智能的不同阶段是什么？ 

第一阶段：- 机器学习

用于教机器根据过去的经验进行推断和决策的算法集合

第二阶段：- 机器智能

机器使用高级算法从经验中学习。深度神经网络就是一个例子。目前，人工智能技术正处于这个阶段。

第三阶段：- 机器意识

机器无需外部数据即可自行从经验中学习。

人工智能的类型

我们上面提到，人工智能在现代世界拥有广泛的应用和功能。这些人工智能应用被用于许多领域，从简单的游戏甚至到军事行动。因此，通常人工智能可以根据人工智能机器的能力和功能大致分为两种类型。

根据能力，人工智能分为三类

1. 狭义（弱）人工智能：能够执行单一任务，例如自动驾驶汽车、零售亭等；
2. 通用（强）人工智能：据说拥有类似人类思维的能力和功能。例如：游戏中的人工智能。
3. 超级人工智能：一种假设的代理，其能力将超越人类智能（并可能接管世界）。

根据功能，人工智能分为四类

1. 反应式人工智能：仅对现有情况做出反应，不考虑过往经验。
2. 有限记忆人工智能：从最近的经验中学习以做出决策。
3. 心智理论人工智能：机器能够理解情感并区分不同人的各种情感。
4. 自我意识人工智能：系统形成自我表示。

是什么促成了人工智能？

人工智能不仅仅是计算机编程，它不仅仅是一种技术。我们已经说过，人工智能是让机器分析和学习数据，并从学习到的数据中做出决策。让我们想想人类的智能，我们知道智能是推理、学习、问题解决、感知、语言智能等的组合，就像人工智能包含许多计算机和数学方面一样。为了让机器实现上述因素，人工智能需要以下方面的协助：

• 计算机科学
• 哲学
• 心理学
• 社会学
• 数学
• 生物学
• 神经科学

人工智能的目标

现在我们了解了人工智能，是时候讨论我们使用人工智能的目标或我们将通过人工智能取得哪些成就了。

• 推理和问题解决。
• 知识表示。
• 人工智能规划。
• 开发能够自我学习的智能机器。
• 开发能够阅读和理解人类语言的机器。
• 开发能够从传感器获取输入并相应做出反应的机器。

人工智能的历史

人工智能的优势

以下是人工智能的一些主要优点

• 高准确度 - 做出正确决策的能力是人工智能的主要优势之一。人工智能驱动的机器使用认知计算，使其能够实时做出逻辑决策，没有任何情感。
• 更少错误 - 基于人工智能的机器有助于解决复杂的现实世界问题。由于机器被编程用于完成特定任务，因此出错的可能性非常小，这取决于我们设计和编程机器执行任务的程度。
• 高可靠性 - 基于人工智能的机器能够长时间执行重复性任务而不会减速。它可以在不降低生产力的情况下无限期地工作。
• 数字助理 - 人工智能驱动的应用程序提供数字助理服务。如今，大多数组织都利用数字助理执行自动化任务。基于人工智能的数字助理有许多实际应用，例如 Google 地图、Grammarly、Alexa 等等。
• 适用于危险环境 - 基于人工智能的机器可用于人类生命可能面临风险的领域，例如拆除炸弹、探索海底等。
• 高速 - 人工智能系统可以实现极高的速度和快速决策。
• 作为公共事业的有用工具 - 欺诈检测、福利支付和移民决策等是人工智能在公共事业应用方面的一些例子。
• 24*7 全天候可用 - 人类员工无法 24 小时工作，因为他们需要时间来休息。人工智能可以在没有任何延迟或效率下降的情况下提供服务。

人工智能的缺点

人工智能虽然优势众多，但仍存在一些缺点，我们在创建人工智能系统时必须牢记这些缺点。以下是其中一些：

• 高成本 - 创建人工智能赋能的机器非常昂贵。为了满足这个不断变化世界的需求，硬件和软件应定期更新。人工智能驱动的设备由复杂的代码、算法、软件和硬件构建而成。这些设备的维护需要巨大的努力和大量的资金。
• 失业率增加——人工智能取代低技能员工。由于人工智能机器可以24小时不间断工作，且准确性更高，行业更倾向于使用人工智能而非雇佣人类。
• 缺乏创造力 - 人工智能机器仍然无法超越人类智能创造或想象新想法的能力。人工智能只能执行其被编程的任务，并通过经验进行自我改进。
• 缺乏改进 - 人工智能算法旨在使机器从获取的数据中学习。数据中的任何冗余都可能导致学习失败，并产生不可预测的结果。它们只能执行其被编程的任务。因此，由于缺乏改进，人工智能生成的结果可能存在不准确性，并造成巨大损失。
• 没有感情和情绪 - 人工智能驱动的机器运行基于算法、数学计算和认知技术。它们缺乏判断力，因为它们不了解道德、伦理、对错。如果我们将人工智能应用到需要强大判断力的地方，那将是一个巨大的失败。
• 对机器的依赖性增加 - 随着科技的进步，人们越来越依赖机器，从而丧失了他们的心智能力。

人工智能的应用

如今，我们使用人工智能的领域有很多，可以根据人工智能的用途和功能进行分类。请参阅下表，了解人工智能在应用层面的类别及其应用。

日常生活中最常用的人工智能应用

• 谷歌的人工智能预测（例如：谷歌地图）。
• 共享出行应用（例如：Uber、Lyft）。
• 商用航班中的人工智能自动驾驶。
• 电子邮件中的垃圾邮件过滤器。
• 剽窃检测器和工具。
• 面部识别。