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野生智能60年简史

2020-7-26 12:25| 发布者: mister| 查看: 86| 评论: 0

摘要: 导语:人工智能自1956年诞生以来,历经艰辛与坎坷,取得了举世瞩目的成就,与机器学习、数据挖掘、计算机视觉、专家系统、自然语言处理、模式识别和机器人等相关的应用带来了良好的经济效益和社会效益。特别是2016年 ...
导语:野生智能自1956年诞生以来,历经艰辛与坎坷,获得了举世注视标成就,与机械进修、数据挖掘、计较机视觉、专家系统、自然说话处置、形式识别和机械人等相关的利用带来了杰出的经济效益和社会效益。出格是2016年,AlphaGo与韩国棋手李世石角逐,终极以4∶1的战绩获得了人机围棋对决的成功。有“深度进修三巨头”之称的本吉奥、杨立昆、欣顿配合获得了2018年ACM的图灵奖,以表彰他们为当前野生智能的繁华成长所奠基的根本。野生智能再一次成为社会关注的焦点和天下高技术合作的计谋重点。明天我们就率领大师简要回首野生智能60余年的成长过程。




节选自《野生智能导论》

作者:史忠植 王文杰 马慧芳




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野生智能的界说





陪伴着大数据、云计较、深度进修等技术的成长,又一次掀起野生智能的浪潮,野生智能成为极具应战性的范畴。




1956年,四位年轻学者麦卡锡(McCarthy J)、明斯基(Minsky M)、罗彻斯特(Rochester N)和香农(Shannon C)配合倡议和构造召开了达特茅斯(Dartmouth)夏日专题会商会,研讨用机械模拟人类智能。在会商会上,麦卡锡发起用野生智能(artificial intelligence)作为这一穿插学科的称号,界说为制造智能机械的科学与工程,标志着野生智能学科的诞生。半个多世纪来,人们从分歧的角度、分歧的层面界说野生智能。




1. 类人行为方式




1950年,图灵(Turing A)提出图灵测试, 并将“计较"界说为:利用形式法则,对未加诠释的标记停止操纵[Turing 1950]。图1给出了图灵测试的表示图,将一小我与一台机械置于一间房间中,而与别的一小我分离隔来,并把后一小我称为询问者。询问者仅按照收到的答案分辨出哪个是计较机,哪个是人。假如询问者不能区分出机械和人,那末按照图灵的理论,便可以以为这个机械是智能的。




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图1 图灵测试




图灵测试具有直观上的吸引力,成为很多现代野生智能系统评价的根本。假如一个系统已经有能够在某个专业范畴实现了智能,那末可以经过把它对一系列给定题目标反应与人类专家的反应相比力来对其停止评价。




2. 类人思维方式




1978年贝尔曼(Bellman R E)提出野生智能是那些与人的思维、决议、题目求解和进修等有关活动的自动化[Bellman 1978]。首要采用的是认知模子的方式----关于人类思维工作道理的可检测的理论。




1990年,纽厄尔(Newell A)把来自野生智能的计较机模子与来自心理学的尝试技术相连系,创建一种切确而且可检验的人类思维方式理论SOAR[Newell 1990],希望该解题结构能实现各类弱方式。SOAR是 State, Operator and Result的缩写,即状态,算子和成果之意,意味实在现弱方式的根基道理是不竭地用算子感化于状态,以获得新的成果。基于记忆和认识,作者提出了心智模子CAM(consciousness and memory)[史忠植 2006]。




3. 理性思维方式




1985年,查尼艾克(Charniak E)和麦克德莫特(McDermott D)提出野生智能是用计较模子研讨智力才能[Charniaket et al. 1985]。这是一种理性思维方式。一个系统假如可以在它所知范围内正确行事,它就是理性的。古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle)是首先试图严酷界说“正确思维”的人之一,他将其界说为不能回嘴的推理进程。他的三段论方式给出了一种推理形式,当已知条件正确时总能发生正确的结论。例如:专家系统是推理系统,一切的推理系统都是智能系统,所以专家系统是智能系统。




4.理性行为方式




尼尔森(Nilsson N J)以为野生智能关心的是野生制品中的智能行为[Nilsson 1998]。这类野生制品首要指可以行动的智能体(agent)。行为上的理性指的是已知某些信心,履行某些行动以到达某个方针。智能体可以看做是可以停止感知和履行行动的某个系统。在这类方式中,野生智能可以以为就是研讨和建造理性智能体。




简言之, 野生智能可以界说为用野生的方式和技术,模仿、延长和扩大人类智能和行为, 实现机械智能。持久来以为野生智能是计较机科学的一个分支。随着智能科学的兴起,野生智能是智能科学的一个分支。




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野生智能的成长史





人类对智能机械的胡想和追求可以追溯到三千多年前。早在我国西周时代(公元前1066-前771年),就传播有关巧匠偃师献给周穆王艺伎的故事。东汉(公元25-220)张衡发现的指南车是天下上最早的机械人雏形。




古希腊斯吉塔拉人亚里士多德(公元前384 年-公元前322 年) 的《工具论》,为形式逻辑奠基了根本。布尔(Boole)创建的逻辑代数系统,用标记说话描写了思维活动中推理的根基法例,被后代称为“布尔代数”。这些理论根本对野生智能的创建发挥重要感化。




1936年图灵创建了理想计较机模子的自动机理论,提出了以离散量的递归函数作为智能描写的数学根本,给出了基于行为主义的测试机械能否具有智能的标准,即图灵测试。




1943年,心理学家麦克洛奇(McCulloch W S) 和 数理逻辑学家皮兹 (Pitts W) 在《数门生物物理公报 (Bulletin of Mathematical Biophysics)》上颁发了关于神经收集的数学模子[McCulloch et al. 1943]。这个模子,现在一般称为M-P 神经收集模子。他们总结了神经元的一些根基心理特征,提出神经元形式化的数学描写和收集的结构方式,今后开创了神经计较的时代。




1956年在美国的达特茅斯(Dartmouth)大学召开了为期两个月的学术钻研会,提出了“野生智能”这一术语,标志着这门学科的正式诞生。

60多年中,野生智能的成长履历了构成期、标记智能、数据智能期间。




1.野生智能的构成期(1956-1976年)




野生智能的构成期大约从1956年起头到1976年。这一期间的首要进献包括:

● 1956年,纽厄尔和西蒙的“逻辑理论家”法式,该法式模拟了人们用数理逻辑证实定理时的思维纪律。




● 1956年,乔姆斯基(Chomsky N)提出形式说话的理论。这类理论对计较机科学有着深入的影响,出格是对法式设想说话的设想、编译方式和计较复杂性等方面有严重的感化。




● 1958年麦卡锡提出表处置说话LISP,不但可以处置数据,而且可以方便地处置标记,成为野生智能法式设想说话的重要里程碑。今朝LISP说话仍然是野生智能系统重要的法式设想说话和开辟工具。




● 1965年鲁宾逊(Robinson J A)提出归结法,被以为是一个严重的冲破,也为定理证实的研讨带来了又一次飞腾。




● 1965年,斯坦福大学的费根鲍姆和化学家勒德贝格(Lederberg J)合作研制DENDRAL系统。1968年,斯坦福大学费根鲍姆(Feigenbaum E A)等人研制成功了化学分析专家系统DENDRAL。1972-1976年,费根鲍姆开辟成功医疗专家系统MYCIN。




2.标记智能期间(1976-2006年)




● 1975年,西蒙和纽厄尔荣获计较机科学最高奖——图灵奖。1976年,在获奖演讲中提出了“物理标记系统假说”,成为野生智能中影响最大的标记主义学派的开创人和代表人物。




● 1977年,美国斯坦福大学计较机科学家费根鲍姆在第五届国际野生智能结合会议上提出常识工程的新概念。20世纪80年月,专家系统的开辟趋于商品化,缔造了庞大的经济效益。常识工程是一门以常识为研讨工具的学科,使野生智能的研讨从理论转向利用,从基于推理的模子转向常识的模子,使野生智能的研讨走向了适用。




● 1981年,日本公布了第五代电子计较机的研制计划。其研制的计较机首要特征是具有智能接口、常识库治理、自动处理题目标才能,并在其他方面具有人的智能行为[史忠植 1988]。




● 1984年,莱斯利·瓦伦特(Leslie Valiant) 在计较科学和数学范畴的远见及认知理论与其他技术连系后,提出可进修理论,开创了机械进修和通讯的新时代[ Valiant 1984]。




● 1993年,肖哈姆(Shoham Y)提出头向智能体的法式设想[史忠植 2000]。




● 1995年,罗素(Russell S)和诺维格(Norvig P)出书了《野生智能》一书,提出“将野生智能界说为对从情况中接收感知信息并履行行动的智能体的研讨” [Russell et al. 1995]。




● 2011年,朱迪亚.珀尔(Judea Pearl))获得图灵奖, 嘉奖他在野生智能范畴的根本性进献, 提出几率和因果性推理演算法, 完全改变了野生智能基于法则和逻辑的偏向[Pear 2000]。




3.数据智能期间(2006年-现在)




● 2006年,杰弗里·辛顿(Geoffrey Hinton)等颁发深度信心收集,开创深度进修的新阶段。




● 2016年,AlphaGo采用深度强化进修,击败最强的人类围棋选手之一李世石,鞭策听工智能的成长和提高。




● 2016年,寒武纪推出了国际上首个稀疏深度进修处置器 Cambricon-X,在速度(响应时候)和功耗两个最重要目标上都远远跨越了 CPU 和 GPU。




● 2018年,图灵奖(Turing Award)颁给杰弗里·辛顿(Geoffrey Hinton)、杨立昆(Yann LeCun) 约书亚·本吉奥(Yoshua Bengio), 开创了深度神经收集, 为深度进修算法的成长和利用奠基根本。




我国的野生智能研讨起步较晚。智能模拟归入国家计划的研讨始于1978年。1984年召开了智能计较机及其系统的全国学术会商会。1986年起把智能计较机系统、智能机械人和智能信息处置(含形式识别)等严重项目列入国家高技术研讨863计划。1997年起,又把智能信息处置、智能控制等项目列入国家严重根本研讨973计划。进入21世纪后,在最新制定的《国家中持久科学和技术成长计划纲领(2006-2020年)中,“脑科学与认知科学”已列入八大前沿科学题目之一。信息技术将继续向高性能、低本钱、普适计较和智能化等首要偏向成长,追求新的计较与处置方式和物理实现是未来信息技术范畴面临的严重应战。




1981年起,我国相继建立了中国野生智能学会(CAAI)、全国高校野生智能研讨会、中国计较机学会野生智能与形式识别专业委员会、中国自动化学会形式识别与机械智能专业委员会、中国软件行业协会野生智能协会、中国智能机械人专业委员会、中国计较机视觉与智能控制专业委员会以及中国智能自动化专业委员会等学术团体。1989年初次召开了中国野生智能结合会议(CJCAI)。1987年创刊了《形式识别与野生智能》杂志。2006年创刊了《智能系统学报》、《智能技术》杂志。2011年创刊了《International Journal of Intelligence Science》国际刊物。




中国的科技工作者已在野生智能范畴获得了具有国际领先水平的缔造性功效。其中,尤以吴文俊院士关于多少定理证实的“吴氏方式”最为突出,已在国际上发生严重影响,并荣获2001年国家科学技术最高嘉奖。现在,我国已稀有以万计的科技职员和大学师生处置分歧条理的野生智能研讨与进修。野生智能研讨已在我国深入展开,它势必为促进其他学科的成长和我国的现代化扶植做出新的严重进献。


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