人工智能简介¶
约 1220 个字 预计阅读时间 4 分钟
“智能” 在新华字典中的定义是 “智慧和能力”。这个过分简单的解释并不能让我们清楚的了解什么是智能。实际上，对于人类如何思考，如何解决问题，科学家们依然没有明确的答案。大自然经过千百万年的进化发展，使人类具备了智慧的大脑，可以对物理世界进行观察和分析，并创造出自然界不存在的工具来为人类服务。如今，人类的创造目标包括了智能，这也就是人工智能的主要研究方向。
人类对智能的探索其实古已有之，在《列子》中就记载了偃师设计的木人为周穆王跳舞的故事，这个木人不但可以跳舞说话，还可以抛媚眼。中国古书中记载的类似故事还有很多，不过都没有原理说明，更没有图纸，只能是当时人们的美好幻想。也从另外一个侧面说明人类对自身的思维和运动能力一直具有强烈的好奇心，想了解其背后的原理，并制造出相应的工具。可以认为这种非天然的人类工具具有的智能就是人工智能，与之相关的科学研究组成了人工智能这一学科方向。
人类的智能有很多类别，比如运动能力、计算能力、语言能力、视觉识别能力、逻辑分析能力等等。其中一些能力需要与其它能力配合才可以算作具有智能。比如运动能力，人类很早就可以制造出远超人类力量与速度的工具，但这些还需要人的操作，并不具有智能。最近发展起来的类人机器人则需要复杂的计算模型，并配合视觉处理、逻辑推理等多个模块才可以获得差强人意的效果；智能汽车自动驾驶也是需要多种传感器和算法的支持才能在公路上自由行驶。
下面表格列举了一些常见的人工智能研究方向，而本书也只是涉及了其中的一小部分。
表 1.1：人工智能研究方向
| 研究方向 | 简单描述 |
|---|---|
| 自然语言处理 | 研究通过文本或者音频进行语言交流的设备或者程序 |
| 逻辑推理 | 一种专门用于推理的编程语言，如 Prolog、Datalog 等 |
| 机器视觉 | 让计算机从图片或者视频中获取信息并进行处理 |
| 机器学习 | 使计算机可以通过学习提高算法的性能 |
| 机器人 | 通过算法使机器可以执行复杂的动作任务 |
| 情感计算 | 通过视觉或文本等识别和处理或者模拟人类的情感 |
| 认知理论 | 研究人类思维的结构，通过计算机对大脑进行建模 |
| 游戏智能 | 在游戏中让非人类玩家具有类似真实人类的表现 |
| 智能助理 | 类似目前手机中常见的语音助手，帮助人们完成一些简单任务 |
| 专家系统 | 将知识用计算机可以理解的方式进行表达，使计算机可以完成需要大量知识的复杂任务 |
虽然目前人类对自己大脑的了解还不能解释智能的产生，但人工智能的发展却丝毫不受影响。大部分的人工智能研究并不基于人类智能的原理，而主要依靠背后的数学原理和电子学技术。随着计算能力的提升和人工智能研究的深入，很多从前看起来非常困难的任务已经被实现。机器图像识别已经在很多工业领域获得应用，自然语言处理也可以在电话和网络客服中很好的工作，围棋比赛也没有人类可以战胜电脑，人工智能正进入一个蓬勃发展的阶段，不断有新的算法出现，计算机的 “智能” 水平正不断获得提升。
在人工智能领域，Python 语言的使用十分普遍，很多算法都通过 Python 语言实现并以开源的方式发布在网络上。为了更方便的实现人工智能应用，Python 语言还发展出很多程序框架，比较著名的有 scikit-learn、 TensorFlow、 PyTorch、Caffe、Theano 等。对于比较复杂的人工智能应用，由于需要强大的计算资源，很多 AI 公司也都公开了网络调用 API，可以利用云资源来实现特定的功能。