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2017 年新一代人工智能发展白皮书--人工智能简要发展历程

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-06-23  浏览次数:700
核心提示:当前,在新一代信息技术的引领下,数据快速积累,运算能力大幅提升,算法模型持续演进,行业应用快速兴起,人工智能发展环境发生了深刻变化,跨媒体智能、群体智能、自主智能系统、混合型智能成为新的发展方向,人工智能第三次站在了科技发展的浪潮之巅。 本白皮书主要由中国电子学会研究咨询中心人工智能研究室编写完成,内容以原创为主,文责自负。

二、新一代人工智能研究综述
人工智能发轫于 1956 年在美国达特茅斯(Dartmouth)学院举行的“人工智能(Artificial Intelligent,简称 AI)夏季研讨会”,在 20 世纪 50 年代末和 80 年代初先后步入两次发展高峰,但因为技术瓶颈、应用成本等局限性而均落入低谷。当前,在新一代信息技术的引领下,数据快速积累,运算能力大幅提升,算法模型持续演进,行业应用快速兴起,人工智能发展环境发生了深刻变化,跨媒体智能、群体智能、自主智能系统、混合型智能成为新的发展方向,人工智能第三次站在了科技发展的浪潮之巅。

(一)人工智能简要发展历程
从诞生至今,人工智能已有 60 年的发展历史,大致经历了三次浪潮。第一次浪潮为 20 世纪 50 年代末至 20 世纪80 年代初;第二次浪潮为 20 世纪 80 年代初至 20 世纪末;第三次浪潮为 21 世纪初至今。在人工智能的前两次浪潮当中,由于技术未能实现突破性进展,相关应用始终难以达到预期效果,无法支撑起大规模商业化应用,最终在经历过两次高潮与低谷之后,人工智能归于沉寂。随着信息技术快速发展和互联网快速普及,以 2006 年深度学习模型的提出为标志,人工智能迎来第三次高速成长。

1 、第一次浪潮:人工智能诞生并快速发展,但技术瓶颈难以突破符号主义盛行,人工智能快速发展。1956 年到 1974 年是人工智能发展的第一个黄金时期。科学家将符号方法引入统计方法中进行语义处理,出现了基于知识的方法,人机交互开始成为可能。科学家发明了多种具有重大影响的算法,如深度学习模型的雏形贝尔曼公式。除在算法和方法论方面取得了新进展,科学家们还制作出具有初步智能的机器。如能证明应用题的机器 STUDENT(1964),可以实现简单人机对话的机器 ELIZA(1966)。人工智能发展速度迅猛,以至于研究者普遍认为人工智能代替人类只是时间问题。模型存在局限,人工智能步入低谷。1974 年到 1980 年。人工智能的瓶颈逐渐显现,逻辑证明器、感知器、增强学习只能完成指定的工作,对于超出范围的任务则无法应对,智能水平较为低级,局限性较为突出。造成这种局限的原因要体现在两个方面: 一是人工智能所基于的数学模型和数学手段被发现具有一定的缺陷; 二是很多计算的复杂度呈指数级增长,依据现有算法无法完成计算任务。先天的缺陷是人工智能在早期发展过程中遇到的瓶颈,研发机构对人工智能的热情逐渐冷却,对人工智能的资助也相应被缩减或取消,人工智能第一次步入低谷。

2 、第二次浪潮:模型突破带动初步产业化,但推广应用存在成本障碍数学模型实现重大突破,专家系统得以应用。进入 20世纪 80 年代,人工智能再次回到了公众的视野当中。人工智能相关的数学模型取得了一系列重大发明成果,其中包括著名的多层神经网络(1986)和 BP 反向传播算法(1986)等,这进一步催生了能与人类下象棋的高度智能机器(1989)。其它成果包括通过人工智能网络来实现能自动识别信封上邮政编码的机器,精度可达 99%以上,已经超过普通人的水平。与此同时,卡耐基·梅隆大学为 DEC 公司制造出了专家系统(1980),这个专家系统可帮助 DEC 公司每年节约 4000 万美元左右的费用,特别是在决策方面能提供有价值的内容。受此鼓励,很多国家包括日本、美国都再次投入巨资开发所谓第 5 代计算机(1982),当时叫做人工智能计算机。成本高且难维护,人工智能再次步入低谷。为推动人工智能的发展,研究者设计了 LISP 语言,并针对该语言研制了 Lisp 计算机。该机型指令执行效率比通用型计算机更高,但价格昂贵且难以维护,始终难以大范围推广普及。与此同时,在 1987 年到 1993 年间,苹果和 IBM 公司开始推广第一代台式机,随着性能不断提升和销售价格的不断降低,这些个人电脑逐渐在消费市场上占据了优势,越来越多的计算机走入个人家庭,价格昂贵的 Lisp 计算机由于古老陈旧且难以维护逐渐被市场淘汰,专家系统逐也渐淡出人们的视野,人工智能硬件市场出现明显萎缩。同时,政府经费开始下降,人工智能又一次步入低谷。

3 、第三次浪潮:信息时代催生新一代人工智能,但未来发展存在诸多隐忧新兴 技术快速涌现,人工智能发展进入新阶段。随着互联网的普及、传感器的泛在、大数据的涌现、电子商务的发展、信息社区的兴起,数据和知识在人类社会、物理空间和信息空间之间交叉融合、相互作用,人工智能发展所处信息环境和数据基础发生了巨大而深刻的变化,这些变化构成了驱动人工智能走向新阶段的外在动力。与此同时,人工智能的目标和理念出现重要调整,科学基础和实现载体取得新的突破,类脑计算、深度学习、强化学习等一系列的技术萌芽也预示着内在动力的成长,人工智能的发展已经进入一个新的阶段。人工智能水平快速提升,人类面临潜在隐患。得益于数据量的快速增长、计算能力的大幅提升以及机器学习算法的持续优化,新一代人工智能在某些给定任务中已经展现出达到或超越人类的工作能力,并逐渐从专用型智能向通用型智能过渡,有望发展为抽象型智能。随着应用范围的不断拓展,人工智能与人类生产生活联系的愈发紧密,一方面给人们带来诸多便利,另一方面也产生了一些潜在问题:一是加速机器换人,结构性失业可能更为严重;二是隐私保护成为难点,数据拥有权、隐私权、许可权等界定存在困难。

 

 
关键词: 人工智能 大数据 互联网
 
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