人工智能(Artificial Intelligence,AI)是指通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)人類智能的模擬,以實(shí)現(xiàn)某些特定的智能任務(wù)或行為。
人工智能的發(fā)展歷程
20世紀(jì)40年代到50年代:邏輯學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉阿蘭·圖靈提出“圖靈測(cè)試”概念,標(biāo)志著人工智能領(lǐng)域的誕生。約翰·馮·諾依曼等人在晶體管和集成電路的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。
20世紀(jì)50年代到60年代:符號(hào)主義與規(guī)則系統(tǒng)麥卡錫等人提出“人工智能”概念,主張通過(guò)符號(hào)邏輯推理實(shí)現(xiàn)人工智能。費(fèi)根鮑姆等人開(kāi)發(fā)了“通用問(wèn)題求解程序”(General Problem Solver,GPS)。
20世紀(jì)60年代到80年代:專家系統(tǒng)和知識(shí)表示紐厄爾與西蒙開(kāi)發(fā)了“邏輯理論機(jī)”(Logic Theorist),首次將計(jì)算機(jī)運(yùn)用到數(shù)學(xué)證明中。專家系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn),主張通過(guò)知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)實(shí)現(xiàn)特定領(lǐng)域的智能決策。
20世紀(jì)80年代到90年代:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和聯(lián)結(jié)主義魯濱遜提出“聯(lián)結(jié)主義”概念,主張通過(guò)模擬神經(jīng)元之間的相互連接和權(quán)值來(lái)實(shí)現(xiàn)人工智能。隨著計(jì)算能力和數(shù)據(jù)量的提升,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逐漸成為人工智能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
21世紀(jì)以來(lái):深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)多層次的神經(jīng)元模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的特征提取和分類。強(qiáng)化學(xué)習(xí)則是通過(guò)與環(huán)境的交互來(lái)學(xué)習(xí)最優(yōu)策略,主要應(yīng)用于游戲、機(jī)器人等領(lǐng)域。
人工智能流派的分類及其特點(diǎn)
符號(hào)主義認(rèn)為人工智能源于數(shù)理邏輯,旨在用數(shù)學(xué)和物理學(xué)中的邏輯符號(hào)來(lái)表達(dá)思維的形成,通過(guò)大量的"如果-就"規(guī)則定義,產(chǎn)生像人一樣的推理和決策。符號(hào)主義強(qiáng)調(diào)思維過(guò)程的邏輯性,側(cè)重于推理和解決問(wèn)題的思路。它在計(jì)算機(jī)代數(shù)、自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
聯(lián)結(jié)主義又稱仿生學(xué)派或生理學(xué)派,其主要原理為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間的連接機(jī)制與學(xué)習(xí)算法。它通過(guò)模擬生物神經(jīng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和適應(yīng)。聯(lián)結(jié)主義認(rèn)為知識(shí)和技能的獲取是通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、游戲等領(lǐng)域中,聯(lián)結(jié)主義取得了不俗的成績(jī)。
行為主義又稱進(jìn)化主義或控制論學(xué)派,其主要原理為控制論及感知-動(dòng)作型控制系統(tǒng)。行為主義強(qiáng)調(diào)對(duì)行為和反饋的研究,通過(guò)訓(xùn)練和獎(jiǎng)懲機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)人工智能的學(xué)習(xí)。行為主義廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。
聯(lián)結(jié)主義、行為主義、符號(hào)主義的區(qū)別和聯(lián)系
符號(hào)主義主張人工智能源于數(shù)理邏輯,即通過(guò)邏輯符號(hào)來(lái)表達(dá)思維的形成。
聯(lián)結(jié)主義強(qiáng)調(diào)仿人腦模型,即將神經(jīng)元之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。
而行為主義注重應(yīng)用和身體模擬,認(rèn)為控制論和感知-動(dòng)作型控制系統(tǒng)是人工智能的關(guān)鍵
這三個(gè)學(xué)派各有優(yōu)缺點(diǎn)。
符號(hào)主義的優(yōu)點(diǎn)在于邏輯規(guī)則的清晰和易解釋性,但其局限在于難以處理模糊和不確定性的問(wèn)題。聯(lián)結(jié)主義具有良好的模擬人腦處理信息的能力,但其缺點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練需要大量的時(shí)間和計(jì)算資源,并且缺乏可解釋性。行為主義的優(yōu)點(diǎn)在于能夠處理實(shí)時(shí)的環(huán)境信息,但其缺點(diǎn)在于需要大量的數(shù)據(jù)和運(yùn)算,且其應(yīng)用范圍相對(duì)較窄
在應(yīng)用領(lǐng)域上,符號(hào)主義主要應(yīng)用于自然語(yǔ)言處理和知識(shí)表示推理,聯(lián)結(jié)主義主要應(yīng)用于圖像和語(yǔ)音識(shí)別,行為主義則主要應(yīng)用于機(jī)器人和自主控制系統(tǒng)。而在發(fā)展趨勢(shì)上,隨著深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)的興起,聯(lián)結(jié)主義和行為主義已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域中的主流,而符號(hào)主義則逐漸被淘汰。未來(lái),聯(lián)結(jié)主義和行為主義仍將繼續(xù)發(fā)展,主要集中在深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域