? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?第四次工業(yè)革命?AI人工智能?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2019-12-16? ?青野云麓

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。 人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。

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一、“人工智能”的萌芽

關于“人工智能”的起源，我們要追溯到公元前三百多年的歷史偉人——古希臘偉大的哲學家、思想家 Aristotle（亞里士多德） （公元 前 384-322） ，他的主要貢獻是為形式邏輯奠定了基礎。形式邏輯 是一切推理活動的最基本的出發(fā)點。 在他的代表作《工具論》中，就給出了形式邏輯的一些基本 規(guī)律，如矛盾律、排中律，并且實際上已經提到了同一律和充足 理由律。此外，亞里士多得還研究了概念、判斷問題，以及概念 的分類和概念之間的關系，判斷問題的分類和它們之間的關系。 其最著名的創(chuàng)造就是提出人人熟知的三段論。亞里士多德雖沒有明確提出“人工智能”的概念，但概念卻在此悄悄的萌芽。隨后穿越到英國數(shù)學家 Turing（圖靈）（1912-1954），1936 年提出了一 種理想計算機的數(shù)學模型（圖靈機） ，1950 年提出了圖靈試驗， 發(fā)表了“計算機與智能”的論文。 當今世界上計算機科學最高榮譽獎勵為“圖靈獎”。 名詞解釋： 名詞解釋：圖靈試驗。當一個人與一個封閉房間里的人或者 機器交談時， 如果他不能分辨自己問題的回答是計算機還是人給 出時，則稱該機器是具有智能的。以往該試驗幾乎是衡量機器人 工智能的唯一標準，但是從九十年代開始，現(xiàn)代人工智能領域的 科學家開始對此試驗提出異議：反對封閉式的，機器完全自主的 智能；提出與外界交流的，人機交互的智能。雖然，圖靈測試并未能真正說嘛計算機有了智能，到卻推動了人們對“人工智能”定義的探索，對人工智能的研究內容和研究方法有了某種指導意義。

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人工智能是計算機學科的一個分支，二十世紀七十年代以來被稱為世界三大尖端技術之一（空間技術、能源技術、人工智能）。也被認為是二十一世紀（基因工程、納米科學、人工智能）三大尖端技術之一。這是因為近三十年來它獲得了迅速的發(fā)展，在很多學科領域都獲得了廣泛應用，并取得了豐碩的成果，人工智能已逐步成為一個獨立的分支，無論在理論和實踐上都已自成一個系統(tǒng)。 人工智能領域的研究是從１９５６年正式開始的，這一年在達特茅斯大學召開的會議上正式使用了“人工智能”這個術語。隨后 的幾十年中，人們從問題求解、 邏輯推理與定理證明、自然語言理解、博弈、自動程序設計、專家系統(tǒng)、學習以及機器人學等多個角度展開了研究，已經建立了一些具有不同程度人工智能的計算機系統(tǒng)，例如能夠求解微分方程、設計分析集成電路、合成人類自然 語言，而進行情報檢索，提供語音識別、 手寫體識別的多模式接口，應用于疾病診斷的專家系統(tǒng)以及控制太空飛行器和水下機器人更加貼近我們的生活。我們熟知的ＩＢＭ的“深藍”在棋盤上擊敗了國際象棋大師卡斯帕羅夫就是比較突出的例子。９０年代以來，人工智能理論方面有了新的進展，計算機硬件突飛猛進的發(fā)展，計算機速度的不斷提高、存儲容量的不斷擴大、價格的不斷降低以及網絡技術的不斷發(fā)展，許多原來無法完成的工作現(xiàn)在已經能夠實現(xiàn)。目前人工智能研究的３個熱點是：智能接口、數(shù)據(jù)挖掘、主體及多主體系統(tǒng)。

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現(xiàn)在,人工智能產業(yè)技術到達了什么樣的水平呢?中國信息通信研究院此前發(fā)布的《 2018世界人工智能產業(yè)發(fā)展深度分析報告》,從智能硬件、計算機視覺技術、智能語音技術以及自然語言理解這四大核心方面去一一解析。

1、智能硬件

智能硬件的重要組成部分包括智能傳感器與智能芯片。打個比方,假若我們把人工智能的中樞大腦理解成智能芯片,那么分布著神經末梢的神經元就是智能傳感器。

智能傳感器是將傳統(tǒng)傳感器、微處理器及相關電路一體化,形成的具有初級感知處理能力的相對獨立的智能處理單元。智能芯片具備高性能的并行計算能力,且同時支持主流人工神經網絡算法。目前,智能傳感器主要包括有觸覺、視覺、超聲波、溫度、距離傳感器等;智能芯片主要包括有 GPU、FPGA、ASIC以及類腦芯片等。

ResearchAndMarkets報告顯示:2017年智能傳感器全球市場價值為269.06億美元,預計到2023年總市場規(guī)模達到706.17億美元?！缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃》預計,到2020年,中國智能計算芯片市場規(guī)模將達到100億元。

縱觀全球智能硬件市場,諸如霍尼韋爾、BOSCH、ABB等國際巨頭在全面布局智能傳感器的多種產品類型;在中國,也涌現(xiàn)了匯頂科技的指紋傳感器,昆侖海岸的力傳感器,但產品布局相對單一。智能芯片方面,在全球市場有NVIDIA的GPU、谷歌的TPU、英特爾的NNP和VPU、IBM的True North、ARM的DynamIQ、高通的驍龍系列、Imagination的GPU Power VR等主流企業(yè)產品。在中國,有華為海思的麒麟系列、寒武紀的NPU、地平線的BPU、西井科技額deepsouth(深南)和deepwell(深井)、云知聲的UniOne、阿里達摩院在研的Ali-NPU等。

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2、計算機視覺技術

計算機視覺技術初步具備了類似人類對圖像特征分級識別的視覺感知與認知機理,擁有速度快、精度高、準確性高等一系列優(yōu)點。計算機視覺技術主要實現(xiàn)產業(yè)應用中對圖像或視頻內物體/場景識別、分類、定位、檢測、圖像分割等功能的需求,因此被廣泛應用于實現(xiàn)視頻監(jiān)控、自動駕駛、車輛/人臉識別、醫(yī)療影響分析、機器人自主導航、工業(yè)自動化系統(tǒng)、航空及遙感測量等領域。

MarketsAndMarkets報告顯示:2017年基于人工智能的計算機視覺全球市場規(guī)模為23.7億美元,預計2023年會達到253.2億美元。預測期(2018-2023)內復合年增長率47.54%。

世界范圍內,各國都陸續(xù)涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的計算機視覺公司。譬如亞馬遜、谷歌、微軟、Facebook等大型企業(yè),也不乏專注垂直應用領域的初創(chuàng)公司,例如根據(jù)住宅航拍照片進行智能估值的Cape Analytics,以及Steam、Oculus Home、Vlveport等VR內容分發(fā)平臺。

在中國,計算機視覺領域的AI公司在技術探索和商業(yè)落地方面都已經走在世界前列。例如商湯科技當前正在為各大智能手機廠商提供AI+拍攝、AR特效與AI身份證驗證等功能服務;曠視科技專注視覺算法技術,除人證合一服務外,還拓展到智慧城市、智慧商業(yè)等領域;云從科技深耕金融、安防領域,目前是中國銀行業(yè)第一大AI供應商;圖普科技專注圖像識別的商業(yè)落地,目前聚焦在互聯(lián)網內容審核、商業(yè)智能、泛安防三條產品線。依圖、Yi+、格靈深瞳等企業(yè)也有各自不同的布局。

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3、智能語音技術

智能語音技術是一種可以實現(xiàn)將文本或命令與語音信號相互智能轉化的技術,主要包含語音識別與語音合成。語音識別就好比“機器的聽覺系統(tǒng)”,通過識別和理解,把語音信號轉變?yōu)轫憫奈谋净蛎?。語音合成就好比“機器的發(fā)音系統(tǒng)”,讓機器通過閱讀響應的文本或命令,將其轉化為個性化的語音信號。智能語音技術因其可以實現(xiàn)人機語音交互、語音控制、聲紋識別等功能,被廣泛應用于智能音箱、語音助手等領域。

中商產業(yè)研究院數(shù)據(jù)線上:2017年,全球智能語音市場規(guī)模為110.3億美元,同比增長30%。2017年中國智能語音市場規(guī)模達到105.07億元,與2016年相比增長70%。隨著智能語音應用產業(yè)的脫產,市場需求增大,預計2018年中國智能語音市場規(guī)模將進一步增長,達到159.7億元。

目前,智能語音技術在用戶終端上的應用最為火熱。許多互聯(lián)網公司紛紛投入人力和財力展開對此方面的研究和應用,目的是通過語音交互的新穎和便利模式迅速占領客戶群。在美國,以評估的Siri,微軟PC端的Cortana、移動端的微軟小冰,谷歌的Google Now,Amazon的Echo都是家喻戶曉的產品應用;在中國,諸如科大訊飛、思必馳、云知聲,以及互聯(lián)網巨頭BAT等均深入布局其中。

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4、自然語言處理

自然語言處理包含了多種多樣的研究方向,其主要包括自然語言理解和自然語言生成。通俗的說,前者是實現(xiàn)計算機“理解”自然語言文本思想或意圖;后者是實現(xiàn)計算機用自然語言文本“表述”思想或意圖。從應用上看,包括機器翻譯、輿情監(jiān)測、自動摘要、觀點提取、字幕生成、文本分類、問題回答、文本語義對比等等。

MarketsAndMarkets數(shù)據(jù)顯示,全球自然語言處理市場規(guī)模預計將從2016年的76.3億美元增長到2021年的160.7億美元,符合年增長率16.1%?！吨袊斯ぶ悄馨l(fā)展報告2018》報告顯示:2017年中國人工智能市場規(guī)模達到237億元,其中自然語言處理市場占比21%,也就是49.77億元。

目前,已經有許多相關的成熟技術應用產品。如美國的亞馬遜、Facebook以及中國的字節(jié)跳動等公司利用自然語言技術實現(xiàn)旗下購物網站、社交平臺或新聞平臺的產品評論、社區(qū)評論和新聞文章主題分類與情感分析等功能。谷歌、百度、有道等公司應用純熟并在不斷智能升級的在線翻譯服務;諸如日本的Logbar、中國的科大訊飛與搜狗等企業(yè)的隨身多語言翻譯機等。在基礎平臺方面,在美國有Korea.ai、Lingumatics等,在中國有百度云、騰訊文智、語言云等。輿情檢測系統(tǒng)方面應用,包括有美國的Xalted的iAcuity,中國朝聞天下的Wom-Monitor,創(chuàng)略科技的本果輿情等。

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新華網：人工智能“脆弱面”暗藏安全風險

隨著人工智能技術應用越來越廣泛，人工智能“脆弱面”也逐漸暴露，機器人“自我意識”、技術濫用等安全漏洞引起業(yè)界更多關注。專家表示，要加強對潛在風險的研判和防范，確保人工智能各項技術安全、可靠、可控。

　　催生新攻擊方式

　　當今，世界各國紛紛布局人工智能，國際競爭日趨激烈。然而，人工智能的快速發(fā)展也使得網絡安全的風險點和攻擊方式出現(xiàn)新變化，進而引發(fā)更深層次的網絡安全風險。

　　2018年4月，歐盟委員會計劃2018年至2020年在人工智能領域投資240億美元。2018年5月，法國發(fā)布《法國人工智能戰(zhàn)略》，目的是使法國成為人工智能強國。2018年6月，日本《未來投資戰(zhàn)略》重點推動物聯(lián)網建設和人工智能的應用。

　　對于人工智能，我國同樣高度重視。2017年，政府先后發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》和《促進新一代人工智能產業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018—2020年）》。

　　北京郵電大學教授李小勇表示，我國是受到網絡攻擊最嚴重的國家之一，也是遭受物聯(lián)網攻擊最嚴重的國家之一，網絡攻擊手段和攻擊形式越來越多。從行業(yè)來看，經濟、教育、政府等部門成為攻擊的主要目標。

　　360公司董事長兼CEO周鴻祎說，網絡攻擊每天都在發(fā)生。目前網絡黑客的攻擊目標非常明確，就是能源、交通等基礎設施，因為這樣產生的影響是最大的。未來在萬物互聯(lián)的情況下，每個集裝箱、每輛卡車，甚至城市里的每個井蓋都實現(xiàn)互聯(lián)，虛擬層面的攻擊可能引發(fā)物理空間的損害。

　　事實上，劫持智能設備已經成為網絡攻擊的重要手段。網絡安全專家表示，許多無人值守系統(tǒng)運用人工智能技術，一旦遭網絡劫持，將帶來嚴重的安全問題。例如，智能汽車可與車廠服務器連接，通過手機遠程控制，車主需要定期更新軟件保證汽車的駕駛模式，如此一來就可能被網絡劫持。

　　天津大學法學院院長孫佑海稱，網絡攻擊者可通過漏洞控制人工智能算法，實現(xiàn)物理硬件操縱、實施輿論引導、制造虛假圖像或影響、制造信息噪音等，造成安全隱患。

此外，圖像、聲音合成滋生新的風險。國家互聯(lián)網應急中心的相關專家稱，隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)在的合成圖像、語音越來越逼真。如果把該技術用于網絡詐騙，虛構人臉和語音，是非?？膳碌氖虑椤?/span>

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　　暴露安全軟肋

　　由于人工智能技術依托的算法、大數(shù)據(jù)等可以很低的成本進行復制和擴散，其傳播渠道廣，監(jiān)管難度大，封控幾率低。

　　目前，人工智能技術正由“弱人工智能”向“強人工智能”階段躍進，能夠依據(jù)其所掌握的算法、數(shù)據(jù)，在短時間內快速突破人類傳承多年的經驗積累。

　　2016年，由谷歌旗下“深度思維”（DeepMind）公司開發(fā)的AlphaGo橫空出世，經深度學習后橫掃人類圍棋界翹楚。一年后，零基礎起步的新程序AlphaGo Zero，通過自我訓練，在三天內與自身對弈490萬局后，以100：0的成績擊敗“前輩”AlphaGo。

　　2017年，美國社交媒體平臺臉書公司實驗室中的兩個人工智能機器人使用機器學習相互對話，并不斷進行對話策略迭代升級，逐漸發(fā)展出了一種機器之間能理解但人類無法理解的語言。

　　“事實表明，人工智能通過算法和大數(shù)據(jù)進行深度學習，不排除演化出‘自我意識’的可能，輔助甚至代替人類做出分析和決策，這易于發(fā)生反噬風險。”孫佑海說。

　　當前，人工智能研究高度開放附帶源代碼的海量論文可免費下載，即便編寫一種折型算法的時間成本也只需幾天，人工智能技術的濫用風險激增。此外，人工智能既有多學科綜合、高度復雜等特性，帶有天然的技術壁壘，給監(jiān)管部門的監(jiān)督管理和風險防范提出了不小的挑戰(zhàn)。

　　除技術發(fā)展外，人工智能帶來的社會影響不容小覷。通過特定算法全方位了解用戶偏好和需求，為消費者“量身定制”的“精準推送”正成為商家引導消費的新途徑。

　　近年來，北京、上海、重慶、濟南等地的商圈開始試水“智慧商圈”模式，可以根據(jù)顧客的特征更精準地推送優(yōu)惠券商品信息，讓用戶更有消費動力。比如，給年輕的未婚白領女性推送化妝品和奢侈品的品牌商券；給媽媽們推薦嬰兒用品店；給男性推送運動品牌門店活動，等等。

　　“智慧商圈”帶來生活便捷卻容易引發(fā)“信息騷擾”問題。消費者的一個簡單操作就有可能暴露想要購買某件商品的想法，后續(xù)會不斷收到同類商品的廣告宣傳，產生困擾。長此以往，商場導購等從事決策分析、藝術創(chuàng)作等工作也有被機器人取代的可能，人工智能技術的日臻成熟將打碎傳統(tǒng)職業(yè)群體的“飯碗”，進而引發(fā)新產業(yè)革命和經濟結構調整，形成“去勞動力”傾向，最終產生失業(yè)風險。

　　不僅如此，人工智能產生的道德倫理隱憂不斷。有專家表示，人工智能設計者的價值導向和行為偏好易于被有意或無意地反映到算法、數(shù)據(jù)當中，并通過機器學習被人工智能所承繼，進而演進為算法歧視。而在具體適用過程中，容易受到對抗樣本的干擾或污染，被應用者二次形塑，做出背離設計初衷的錯誤決策。

2016年3月，美國微軟公司發(fā)布了名為Tay的最新版本人工智能機器人。然而，上線不到24小時，Tay就“學壞”了：出言不遜、臟話不斷，言語甚至涉及種族主義、色情、納粹，充滿歧視、仇恨和偏見。微軟只得不停刪除Tay的不當言論，進行下線調整。

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　　用好“雙刃劍”

　　專家表示，在人工智能飛速發(fā)展的時代，安全問題日益凸顯，需要我們加強對潛在風險的研判和防范，切實維護好人民利益和國家安全，確保人工智能安全可靠、可控。

　　南開大學周恩來政府管理學院教授吳曉林認為，數(shù)字化、網絡化、智能化已經是時代的主題，智能讓生活變得更美好，但安全問題無處不在、無時不在?；ヂ?lián)網下半場是工業(yè)互聯(lián)網，以后國家的基礎設施安全、工業(yè)互聯(lián)網安全非常關鍵，還是要把人工智能的雙刃劍用好，趨利避害，讓科技的智能與人類的智慧并存、和諧。

　　在網絡安全防護上，應加強技術研究，建立有效安全防護，抵御網絡攻擊。專家建議，可以建立主動免疫的計算架構，對計算進行安全防護，使計算全程可測可控，不被干擾。利用人工智能應對網絡攻擊，“免疫系統(tǒng)”中不管哪個系統(tǒng)受到攻擊，都有統(tǒng)一的人工智能系統(tǒng)發(fā)出指令，采取相應措施。

　　在法治建設保障上，中國法學會副會長兼秘書長張鳴起建議高度重視立法工作，適時安排宏觀立法，人工智能的發(fā)展離不開一部反映時代需求的《人工智能法》以及配套法規(guī)組成的法律法規(guī)體系。

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未來：AI賦能產業(yè)不能只靠算法 深度融合將成未來發(fā)展方向

“現(xiàn)在基于大數(shù)據(jù)的深度學習，從應用層面已經達到了一定的天花板，未來應把貝葉斯統(tǒng)計、可泛化的遷移學習、基于知識的自上至下的方法等真正地融合起來，融合發(fā)展將成為人工智能未來發(fā)展的重要方向?！痹诮张e行的海南自貿區(qū)（港）“陸?？铡笨萍紕?chuàng)新和產業(yè)發(fā)展國際合作交流大會上，德國漢堡科學院院士、漢堡大學多模態(tài)技術研究所所長張建偉教授表示。

人工智能是新一輪經濟社會變革的核心驅動力，未來技術與顛覆性創(chuàng)新將為人工智能在各種場景應用提供技術支持。張建偉表示，計算機、腦科學、心理學、語言學的交叉發(fā)展以及與國際先進科研組織的合作，為當下人工智能發(fā)展提供了更好的條件。云技術、物聯(lián)網、光網、寬帶、5G的發(fā)展為人工智能提供充足的大數(shù)據(jù)樣本，新材料、新計算、新的能源供應，使得全系統(tǒng)的創(chuàng)新有了新的動能。

張建偉說，在全球的知識共享和多學科交叉背景下，我國各產業(yè)鏈實現(xiàn)了深度互動，使得我國的人工智能產業(yè)有了更多的發(fā)展機會。未來的少人化工廠、老人的服務護理、虛擬社區(qū)的交互、私人定制的服務等都是人工智能和機器人發(fā)展的方向。機器人和人工智能除了在制造、交通方面的應用，在醫(yī)療、農業(yè)、智能建造和教育方面都有巨大的潛力。

人工智能發(fā)展雖然已取得了一些進展，但距離真正解決民生方面的問題還有很長的路要走。張建偉表示，AI賦能產業(yè)光靠算法是不夠的，人工智能需要一個深度融合、“核聚變”的過程。人工智能、物聯(lián)網、虛擬現(xiàn)實、機器人、可穿戴設備、5G通訊、腦科學、新材料、新能源等，每一個領域的新突破，都將給現(xiàn)在的互聯(lián)網生態(tài)等帶來新的挑戰(zhàn)。

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張建偉說，今天以大數(shù)據(jù)為代表的信息技術已經變得非常強大，為基于數(shù)據(jù)的智能化運算提供了非常強大的計算引擎。與此同時，通過大數(shù)據(jù)、云、物聯(lián)網以及5G技術的發(fā)展，可以讓數(shù)據(jù)的應用更加充分。

“計算引擎和大數(shù)據(jù)相結合將是接下來人工智能發(fā)展的重要方向?！睆埥▊フf，未來人工智能和下一代機器人的發(fā)展，還有很多挑戰(zhàn)要面對，這將會是一個非常艱難的過程。

張建偉認為，下一步的挑戰(zhàn)是如何讓機器人和人工智能的結合變得更加透明，如何運用多模態(tài)的交互，使機器和人進一步融合，使得我們真正進入人類的2.0的時代。機器人未來和人工智能交互的未來，不是單模態(tài)的，而是一個多模態(tài)共享的模式。