你所未知的人工智能应用领域

对有些人来说,人工智能和机器人技术的普及对我们的隐私、工作甚至人身安全构成了威胁,因为越来越多的任务不是由人脑,而是由「硅脑」来执行。

然而,即便是最直言不讳的批评者,也不得不承认人工智能(AI)和自动化系统为人类带来的诸多潜在好处。作为BBC”FutureNow”专栏大挑战系列(GrandChallenges)的一部分,一组专家为我们详细描述了随着我们所使用的机器变得越来越智能,我们周围的世界正在如何发生变化的图景。

今天的”大构想”(GrandIdeas)系列中,BBC”FutureNow”专栏将对已经开始应用于解决世界上最棘手、最危险的一些问题的尖端AI和自动化技术进行了盘点,这些问题包括了疾病防治到应对暴力。

卡内基梅隆大学机器人教授金出武雄(TakeoKanade)说:”我们不应该把AI视为与人类竞争的东西,而应该看作是可以增强我们自身能力的东西。”这是因为AI不仅能做好单调乏味的工作,还能够识别出模式,这种能力甚至远远超过了人类。

人工智能的应用可能会在21世纪帮助保护我们的安全:

1、防治传染病

对于全球数十亿人来说,在耳边嗡嗡作响的蚊子不仅会叮咬人们带来令人恼怒的疼或痒,它们还可能带来疾病甚至致命。特别是已经从非洲传播到几乎所有热带和亚热带地区的埃及伊蚊(Aedesaegypti),它们携带登革热(Denguefever)、黄热病、寨卡(Zika)以及基孔肯雅热(chikungunya,一种导致严重关节痛的病毒)等病毒。在全球128个国家和地区,每年仅登革热就会感染3.9亿人。

来自多米尼加共和国的计算机工程师雷尼尔·马洛尔(RainierMallol)说:”这些蚊子就像小恶魔。”多米尼加共和国是寨卡病毒爆发热点地区,与来自马来西亚(另一个热点)的医学博士达西·拉贾(DhesiRaja)一起,马洛尔两人开发出一套AI算法,能够预测疫情最有可能发生的地方。

他们的医学流行病学(Aime)AI系统可以将所有当地医院新报告的登革热病例出现的时间和地点与包括风向、湿度、温度、人口密度、住房类型等在内的274个可变因素结合起来。”这些因素都是确定蚊子如何传播的因素,”马洛尔解释道。

到目前为止,在马来西亚和巴西的试点表明,这套系统可以提前三个月凖确预测疫情爆发,凖确率达到88%左右。此外,该系统还可以帮助查明疫情中心及其400米范围内的情况,从而使公共卫生官员能够及早利用杀虫剂进行干预,以防蚊虫对当地居民进行叮咬。

Aime系统也被用于帮助预测寨卡和基孔肯亚热病毒疫情爆发。大型科技公司也在追求自己的宏伟构想:例如,微软的ProjectPremonition项目使用无人机定位蚊子的热点地区,并利用机器人二氧化碳和光捕捉器来收集蚊子样本,包括蚊子以及它们咬过的动物的DNA,然后通过机器学习算法进行分析,从而找到病原体。这些算法能够从大量的数据中识别出模式,而且会变得越来越精确和强大。

2、控制电力应用

目前关于气候变化是否导致了美国历史上两场连续灾难性飓风的争论不断升温,那么我们如何才能最大限度地利用清洁、可再生能源来防止对气候模式造成进一步的负面影响?

AI可以实时监控能源需求和生产-从而帮助我们更明智地使用能源、遏制污染以及减少有害气体的排放。

世界各地的人们越来越依赖可再生能源来应对气候变化和化石燃料造成的污染,而平衡电力供应的任务变得越来越艰难。智能电表(如可自动记录使用情况的数字能源监视器)的普及,也提供了比以往任何时候都更多的数据,用来说明消费者使用能源的方式和时间。仅欧盟就计划到2020年在家庭中安装5亿个智能电表。

爱丁堡赫里瓦特大学(HeriotWattUniversity)智能系统助理教授瓦伦丁·罗布(ValentinRobu)表示:”对人类操作者来说,管理所有这些事情是不可能的,尤其考虑到这些事情要求的反应时间通常只有几秒钟。”罗布一直在与英国的初创公司UpsideEnergy合作,开发管理电网的新方法。

他们正在开发机器学习算法,以实时监控能源生产和需求。这样做有什么意义?在平峰时间,能源可以储存起来,然后在高峰的时候释放。随着人们家里的电动汽车和电池越来越普及,这项技术可以利用这些设备储存能源,并消除可再生电力供应不稳定的问题。

罗布还表示,AI可以在更基础的层面上使用,以帮助减少这些设备对电网的需求。例如,电冰箱可以通过AI远程控制,只有在电网需求较低的时候它们才会开启制冷功能。

人工智能的时代

人工智能的到来,全球将进入“算法经济时代”。对于人工智能来说,数据为原料,算法为工具,是机器学习的工作设备。算法连接人、事、物和业务,在动态中不断优化升级。算法将成为企业的核心资产,引领智能化发展。

•区块链是分布式公共账本,具有两大基本特征:一是机器信任,人类的信任从个人信任到制度信任,现在进入机器信任,这是最可靠的信任。二是价值传递,互联网是信息传递网络,区块链是价值传递网络,完美连接物理世界和数字世界。

人工智能的应用已经从机器学习向神经网络学习发展,机器不需要人类经验,只需要设定目标和规则,通过神经网络算法自我学习。人类经验是局部最优,机器经验是全局最优,根据目标找到实现目标的最优解。

•人工智能经历了三个阶段:第一阶段为逻辑推理,将逻辑编程应用于计算机;第二阶段为知识工程,将人的知识和经验应用于计算机;第三阶段为机器学习,计算机学习数据和算法,进行数据分析处理,实现自我学习。

什么是人工智能?

人工智能的定义可以分为两部分,即“人工”和“智能”。“人工”比较好理解,争议性也不大。有时我们会要考虑什么是人力所能及制造的,或者人自身的智能程度有没有高到可以创造人工智能的地步,等等。但总的来说,“人工系统”就是通常意义下的人工系统。

  关于什么是“智能”,就问题多多了。这涉及到其它诸如意识(CONSCIOUSNESS)、自我(SELF)、思维(MIND)(包括无意识的思维(UNCONSCIOUS_MIND))等等问题。人唯一了解的智能是人本身的智能,这是普遍认同的观点。但是我们对我们自身智能的理解都非常有限,对构成人的智能的必要元素也了解有限,所以就很难定义什么是“人工”制造的“智能”了。因此人工智能的研究往往涉及对人的智能本身的研究。其它关于动物或其它人造系统的智能也普遍被认为是人工智能相关的研究课题。

  人工智能的应用在计算机领域内,得到了愈加广泛的重视。并在机器人,经济政治决策,控制系统,仿真系统中得到应用。

  尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义:“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为:“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律,构造具有一定智能的人工系统,研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作,也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。

  人工智能是计算机学科的一个分支,二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展,在很多学科领域都获得了广泛应用,并取得了丰硕的成果,人工​​智能已逐步成为一个独立的分支,无论在理论和实践上都已自成一个系统。

  人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科,其范围已远远超出了计算机科学的范畴,人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系,人工智能是处于思维科学的技术应用层次,是它的一个应用分支。从思维观点看,人工智能不仅限于逻辑思维,要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展,数学常被认为是多种学科的基础科学,数学也进入语言、思维领域,人工智能学科也必须借用数学工具,数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用,数学进入人工智能学科,它们将互相促进而更快地发展。

  人工智能也为人类文化生活提供了新的模式。现有的游戏将逐步发展为更高智能的交互式文化娱乐手段,今天,游戏中的人工智能应用已经深入到各大游戏制造商的开发中。

  伴随着人工智能和智能机器人的发展,不得不讨论是人工智能本身就是超前研究,需要用未来的眼光开展现代的科研,因此很可能触及伦理底线。作为科学研究可能涉及到的敏感问题,需要针对可能产生的冲突及早预防,而不是等到问题矛盾到了不可解决的时候才去想办法化解。