人工智能的技術(shù)基礎(chǔ)是什么

人工智能技術(shù)基礎(chǔ)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅僅是一個(gè)純粹的技術(shù)問(wèn)題，而是一個(gè)具有科技綜合性和社會(huì)復(fù)雜性的問(wèn)題，是以計(jì)算機(jī)為主的科學(xué)技術(shù)對(duì)人文社會(huì)領(lǐng)域的滲透和落地運(yùn)用，是用人工方法和技術(shù)模擬來(lái)擴(kuò)展人類(lèi)智能意識(shí)的科學(xué)。

因此，人工智能技術(shù)基礎(chǔ)的包容性、覆蓋面和橫縱領(lǐng)域都相當(dāng)大。

一，人工智能技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)生的歷史過(guò)程

人工智能技術(shù)基礎(chǔ)自 1956 年達(dá)特茅斯會(huì)議以來(lái)開(kāi)始逐步建立，經(jīng)歷了60 多年的演進(jìn)，逐漸從單一的理工科技術(shù)向多學(xué)科技術(shù)應(yīng)用發(fā)展，具體經(jīng)歷了以下 6 個(gè)階段 ：

主要以人工智能概念提出、機(jī)器定理技術(shù)、跳棋程序技術(shù)等為代表，是人工智能發(fā)展的第一個(gè)技術(shù)高潮。

這一階段人工智能技術(shù)經(jīng)歷了機(jī)器連續(xù)函數(shù)證明和機(jī)器翻譯失敗等曲折人工智能，技術(shù)基礎(chǔ)發(fā)展目標(biāo)落空而走入低谷。

在此期間人工智能技術(shù)基礎(chǔ)從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用，在醫(yī)療、化學(xué)、地質(zhì)等領(lǐng)域取得成功，推動(dòng)人工智能走入應(yīng)用發(fā)展的新高潮。

這一階段由于人工智能技術(shù)基礎(chǔ)因?yàn)樵趯?zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用、知識(shí)獲取、推理方法、分布式功能、數(shù)據(jù)庫(kù)兼容等方面創(chuàng)新不足而又一次走入低谷。

互聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展推動(dòng)人工智能技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)一步走向?qū)嵱没?。在弱人工智能技術(shù)方面以IBM深藍(lán)超級(jí)計(jì)算機(jī)戰(zhàn)勝了國(guó)際象棋世界冠軍和提出“智慧地球”概念為代表，獲得了較好的發(fā)展，代表專(zhuān)用型人工智能技術(shù)基礎(chǔ)的戰(zhàn)略性突破。

大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)人工智能技術(shù)的爆發(fā)式提升。

從上世紀(jì)60年代至今的人工智能技術(shù)基礎(chǔ)發(fā)展的歷史軌跡可以看出，人工智能技術(shù)基礎(chǔ)受制于綜合科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是與互聯(lián)網(wǎng)科技和計(jì)算機(jī)科技在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的大規(guī)模落地運(yùn)用有關(guān)系。同時(shí)也同人工智能技術(shù)基礎(chǔ)的發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展方向、整體規(guī)劃、社會(huì)認(rèn)同等因素也有關(guān)系。 二，人工智能技術(shù)基礎(chǔ)的主要內(nèi)容

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，人工智能開(kāi)始融入更多的科學(xué)研究營(yíng)養(yǎng)，突破了僅僅依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的限制，將越來(lái)越多的科學(xué)技術(shù)匯聚進(jìn)來(lái)人工智能，綜合運(yùn)用，由一個(gè)專(zhuān)門(mén)性、局限性的技術(shù)領(lǐng)域演變?yōu)槿嫘?、開(kāi)放性的新領(lǐng)域，并逐步建立起自己的完備體系和規(guī)范的技術(shù)研究基礎(chǔ)，為人工智能快速發(fā)展、迅速落地、多學(xué)科匯聚、社會(huì)廣泛認(rèn)同創(chuàng)造了良好的條件。

主要從歷史的角度研究人工智能的進(jìn)步演化，研究人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、科學(xué)技術(shù)水平、重大歷史事件等因素對(duì)人工智能科學(xué)進(jìn)步的影響。同時(shí)對(duì)人工智能歷史發(fā)展中的人物、時(shí)間、事件、過(guò)程等進(jìn)行實(shí)證研究，為人工智能發(fā)展提供歷史營(yíng)養(yǎng)和時(shí)代資源。

人工智能哲學(xué)主要研究人工智能產(chǎn)生的條件、發(fā)展趨勢(shì)；人工智能對(duì)人類(lèi)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的影響；人工智能的本質(zhì)；人工智能倫理道德等問(wèn)題。

人工智能工程學(xué)包括腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)、信息通訊學(xué)等：

1、數(shù)學(xué)：包括微積分、線(xiàn)性代數(shù)、統(tǒng)計(jì)概率、信息論、集合論和圖論、博弈論等；

2、腦科學(xué)：腦科學(xué)是研究腦的結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)，主要探索大腦的本質(zhì)，從分子、細(xì)胞和行為三個(gè)層面研究智能、智慧、意識(shí)等問(wèn)題的原理和模型。腦科學(xué)為人工智能科學(xué)提供思維、意識(shí)、智能的生物學(xué)基礎(chǔ)。

3、認(rèn)知科學(xué)：認(rèn)知科學(xué)是以認(rèn)知過(guò)程及其規(guī)律為研究對(duì)象的學(xué)科。語(yǔ)言習(xí)得、閱讀、話(huà)語(yǔ)、心理模型、語(yǔ)言心理、腦和神經(jīng)是其研究對(duì)象，同時(shí)研究探索人腦或者心智工作機(jī)制。認(rèn)知科學(xué)建立在堅(jiān)實(shí)解剖學(xué)基礎(chǔ)、系統(tǒng)層次論和量化處理大腦信息模型等醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)上。它不斷發(fā)展，先后形成了包括心智哲學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)、認(rèn)知人類(lèi)學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)等六大支撐學(xué)科。

在此基礎(chǔ)上又產(chǎn)生11個(gè)新興交叉新學(xué)科，包括控制論、神經(jīng)語(yǔ)言學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)、認(rèn)知過(guò)程仿真、計(jì)算語(yǔ)言學(xué)、心理語(yǔ)言學(xué)、心理哲學(xué)、語(yǔ)言哲學(xué)、人類(lèi)學(xué)語(yǔ)言學(xué)、認(rèn)知人類(lèi)學(xué)、腦進(jìn)化。

美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)評(píng)價(jià)認(rèn)知科學(xué)的重要性時(shí)說(shuō)：“聚合技術(shù)是以認(rèn)知科學(xué)為先導(dǎo)的。因?yàn)槲覀円坏┠軌蛞匀绾危╤ow）、為何（who）、何處（where）、何時(shí)（when）這四個(gè)層次上理解思維，我們就可以用納米科技來(lái)制造它，用生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)它，最后用信息技術(shù)來(lái)控制它，使它為人類(lèi)工作”。

4、計(jì)算機(jī)科學(xué)：主要包括計(jì)算機(jī)原理、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、算法基礎(chǔ)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法、機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)、機(jī)器視覺(jué)識(shí)別、自動(dòng)控制；機(jī)器學(xué)習(xí)架構(gòu)還包括數(shù)據(jù)挖掘、智能芯片、虛擬化、分布式結(jié)構(gòu)、庫(kù)和計(jì)算框架、可視化解決方案、云服務(wù)等；還有其他一些人工智能技術(shù)包括知識(shí)圖譜、統(tǒng)計(jì)語(yǔ)言模型、專(zhuān)家系統(tǒng)、遺傳算法、博弈算法等。

5、應(yīng)用工程學(xué)：目前人工智能主要靠四大應(yīng)用落地技術(shù)打開(kāi)局面，這些應(yīng)用型技術(shù)主要圍繞模擬、延伸和擴(kuò)展人類(lèi)智能，促使其在視覺(jué)處理、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和智能機(jī)器人四大應(yīng)用領(lǐng)域落地：

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)（Computer Vision）

這是一門(mén)研究人工智能“眼睛”和“視力”的科學(xué)。人工智能中70%以上的數(shù)據(jù)采集、識(shí)別和分析都建立在如何讓機(jī)器“看”的科學(xué)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)代替人眼對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測(cè)量，使計(jì)算機(jī)成為更適合人眼觀(guān)察或傳送給儀器檢測(cè)圖像和圖形處理的技術(shù)。

語(yǔ)音識(shí)別（Automatic Speech Recognition）

語(yǔ)音識(shí)別是以語(yǔ)音為研究對(duì)象，通過(guò)信號(hào)處理和識(shí)別技術(shù)讓機(jī)器自動(dòng)識(shí)別和理解人類(lèi)口述的語(yǔ)言，并將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)文本或命令的一門(mén)技術(shù)。由語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音合成、自然語(yǔ)言理解、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)相結(jié)合的語(yǔ)音交互正在逐步成為當(dāng)前多通道、多媒體智能人機(jī)交互的主要方式。

自然語(yǔ)言理解（Natural Language Understanding）

自然語(yǔ)言理解即文本理解，和語(yǔ)音圖像的模式識(shí)別技術(shù)有著本質(zhì)的區(qū)別。語(yǔ)言作為知識(shí)的載體，承載了復(fù)雜的信息量，具有高度的抽象性，對(duì)語(yǔ)言的理解屬于認(rèn)知層面，不能僅靠模式匹配的方式完成。

智能機(jī)器人（Interlligent Robot）

智能機(jī)器人是具備人的思維意識(shí)，理解并對(duì)人類(lèi)語(yǔ)言和行為做出反應(yīng)，能夠代替人類(lèi)承擔(dān)特定職能的高級(jí)機(jī)器系統(tǒng)。

應(yīng)用工程學(xué)的人工智能運(yùn)用在實(shí)踐中又具體表現(xiàn)為“六會(huì)”技術(shù)：

以語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器翻譯等為主的人工智能“會(huì)聽(tīng)技術(shù)”；以圖像識(shí)別、文字識(shí)別等為主的人工智能“會(huì)看技術(shù)”；以語(yǔ)音合成、人機(jī)對(duì)話(huà)等為主的人工智能“會(huì)說(shuō)技術(shù)”；以人機(jī)對(duì)弈、定理證明等為主的人工智能“會(huì)思考技術(shù)”；以機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)表示等為主的人工智能“會(huì)學(xué)習(xí)技術(shù)”；以機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車(chē)等為主的人工智能“會(huì)行動(dòng)技術(shù)”；

人工智能科學(xué)基礎(chǔ)又可以稱(chēng)為人工智能的元知識(shí)技術(shù)體系，它研究描述人工智能技術(shù)或知識(shí)集合所包含的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和特征。人工智能如果沒(méi)有智能科學(xué)的元知識(shí),就無(wú)法描述知識(shí)和技術(shù)、使用知識(shí)和技術(shù)。作為元知識(shí)技術(shù)體系的人工智能科學(xué)雖然不是本領(lǐng)域直接運(yùn)用的知識(shí)和技術(shù),不能解決具體知識(shí)技術(shù)問(wèn)題，但是它是關(guān)于人工智能領(lǐng)域一般知識(shí)和技術(shù)的規(guī)律、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)、組成與使用的概括性、基礎(chǔ)性知識(shí)技術(shù)體系,是人工智能管理、控制、使用和發(fā)展本領(lǐng)域知識(shí)技術(shù)的母基體系。

人工智能科學(xué)是人工智能思想、意識(shí)和哲學(xué)的核心,如果沒(méi)有掌握好它就不能很好地學(xué)習(xí)人工智能知識(shí)和技術(shù)，就不能學(xué)習(xí)和認(rèn)知基本的知識(shí)。人工智能科學(xué)對(duì)于人們認(rèn)知系統(tǒng)的建立起著重要作用。沒(méi)有建立在人工智能科學(xué)基礎(chǔ)上的智能系統(tǒng)起碼不是一個(gè)真正的智能系統(tǒng)。

人工智能社會(huì)科學(xué)由人工智能政治學(xué)、人工智能社會(huì)學(xué)、人工智能法學(xué)、人工智能經(jīng)濟(jì)學(xué)、人工智能教育學(xué)、人工智能心理學(xué)、人工智能語(yǔ)言學(xué)等二級(jí)學(xué)科構(gòu)成。

人工智能社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)包括以下部分：

1、人工智能政治學(xué)：主要涉及和研究人工智能科學(xué)在服務(wù)政治體系建設(shè)和國(guó)家治理現(xiàn)代化方面的具體功能作用，以及人工智能發(fā)展中的國(guó)家戰(zhàn)略視角、宏觀(guān)把控能力等要素。

2、人工智能社會(huì)學(xué)：研究人工智能如何參與社會(huì)發(fā)展、管理，權(quán)衡人工智能技術(shù)發(fā)展對(duì)于社會(huì)的整體利弊關(guān)系，對(duì)帶來(lái)的社會(huì)變革與問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)和解答，關(guān)注人工智能時(shí)代下的結(jié)構(gòu)性失業(yè)、技術(shù)貧困和倫理困境，通過(guò)人工智能技術(shù)解決方案實(shí)現(xiàn)對(duì)社會(huì)變遷與問(wèn)題的回應(yīng)。

3、人工智能法學(xué)：研究和關(guān)注法學(xué)的人工智能化，為法律事業(yè)建設(shè)提供智能解決方案。同時(shí)關(guān)注、研究、解決人工智能帶來(lái)的法律問(wèn)題，為構(gòu)建新型法律關(guān)系、法律政策、法律制度提供研究與保障。在人工智能的應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化兩個(gè)維度上，為人工智能產(chǎn)業(yè)明晰“不能做什么”和 “應(yīng)該怎么做”的邊界劃分。

4、人工智能經(jīng)濟(jì)學(xué)：人工智能經(jīng)濟(jì)學(xué)對(duì)人工智能將對(duì)社會(huì)帶來(lái)全新的經(jīng)濟(jì)模式、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)關(guān)系，以及社會(huì)生產(chǎn)力的巨大變化進(jìn)行前瞻性研究，提供落地解決方案。同時(shí)通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能機(jī)器人社會(huì)化生產(chǎn)系統(tǒng)等人工智能經(jīng)濟(jì)技術(shù)，為社會(huì)、政府和經(jīng)濟(jì)組織提供宏觀(guān)、中觀(guān)、微觀(guān)，以及各個(gè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的實(shí)施解決對(duì)策。

5、智能教育學(xué)：研究探討將語(yǔ)音識(shí)別、腦機(jī)接口、知識(shí)圖譜、網(wǎng)絡(luò)教育等技術(shù)運(yùn)用轉(zhuǎn)換到教育培訓(xùn)領(lǐng)域，為教學(xué)研究提供新的工具。挖掘人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用情境、應(yīng)用方式和使用效果，致力于人工智能人才培養(yǎng)的教育機(jī)制研究，規(guī)劃制定人工智能教育的全面推進(jìn)解決方案。

6、智能語(yǔ)言學(xué)：人工智能智能語(yǔ)言學(xué)著重真實(shí)語(yǔ)料、口語(yǔ)和書(shū)面語(yǔ)并重的分析，將認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)、心理語(yǔ)言學(xué)、社會(huì)語(yǔ)言學(xué)的研究成果運(yùn)用到人機(jī)對(duì)話(huà)、機(jī)器翻譯之中，旨在貫通自然語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言，并構(gòu)建介于兩者之間的語(yǔ)言思維模式，從而推動(dòng)人機(jī)交互效果的提升。

是對(duì)人工智能應(yīng)用落地場(chǎng)景客觀(guān)條件和環(huán)境的對(duì)策性研究。主要包括：

1、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用場(chǎng)景研究：包括搜索引擎、內(nèi)容推薦引擎、精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)、語(yǔ)言和自然語(yǔ)言交互、圖像和視頻內(nèi)容理解檢索、用戶(hù)畫(huà)像、反欺詐；

2、智能交通類(lèi)場(chǎng)景研究：包括自動(dòng)駕駛傳感器、感知、控制器、規(guī)劃、整車(chē)集成、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、高精度地圖、模擬器、智慧公路網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)志、共享出行、自動(dòng)物流車(chē)輛、物流機(jī)器人、智能物流規(guī)劃等；

3、智能金融場(chǎng)景研究：銀行業(yè)包括風(fēng)控和反欺詐、精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)、投資決策、智能客服；保險(xiǎn)業(yè)包括智能風(fēng)控與反欺詐、精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)、智能理賠、智能客服；證券、基金、投行等包括量化交易、智能投顧等。

4、智慧醫(yī)療運(yùn)用場(chǎng)景研究：醫(yī)學(xué)影像智能判讀、輔助診斷、病例理解和檢索、手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)智能設(shè)備、智能制藥；

5、家用機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人運(yùn)用場(chǎng)景研究：智能家居機(jī)器人、老幼伴侶機(jī)器人、生活服務(wù)機(jī)器人等；

6，智能制造業(yè)：包括工業(yè)機(jī)器人、智能生產(chǎn)系統(tǒng)、智能營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)、智能供應(yīng)鏈系統(tǒng)、智能生產(chǎn)性服務(wù)系統(tǒng)等；

7、人工智能輔助教育場(chǎng)景研究：包括智慧課堂、教育機(jī)器人等；

8、智慧農(nóng)業(yè)使用場(chǎng)景研究：包括智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)、智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)等；

9、智能新聞場(chǎng)景研究：包括智能新聞稿件機(jī)器人、智能新聞資料機(jī)器人等；

10、智能翻譯場(chǎng)景研究：包括智能文字翻譯、智能語(yǔ)言翻譯等；

11、智能機(jī)器仿生場(chǎng)景研究：包括動(dòng)物仿生、器官仿生等；

12、智能律師助理場(chǎng)景研究：包括智慧法律咨詢(xún)、案例數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)器人等；

13、人工智能藝術(shù)創(chuàng)作場(chǎng)景研究：包括舞蹈機(jī)器人、繪畫(huà)機(jī)器人、作家機(jī)器人等；

14、人工智能其他不斷增加的應(yīng)用場(chǎng)景研究。

人工智能未來(lái)學(xué)是對(duì)人工智能發(fā)展的前瞻性研究，為現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的人工智能研究發(fā)展提供參照與預(yù)測(cè)作用。

1、科幻文學(xué)和科幻影視；

2、人類(lèi)命運(yùn)研究；

3、人類(lèi)與智能機(jī)器人關(guān)系研究；

4、人工智能本質(zhì)研究；

5、宇宙命運(yùn)研究；

這些研究結(jié)論將關(guān)系到人工智能的發(fā)展走向。

總之，人工智能技術(shù)基礎(chǔ)是從上世紀(jì)60年代開(kāi)始出現(xiàn)并發(fā)展起來(lái)的，其中經(jīng)歷了6個(gè)階段，至今基本形成了完整的體系。人工智能技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容廣泛，門(mén)類(lèi)繁多。主要包括人工智能歷史學(xué)、人工智能科技哲學(xué)、人工智能工程學(xué)、人工智能社會(huì)科學(xué)、人工智能應(yīng)用場(chǎng)景學(xué)、人工智能未來(lái)學(xué)六大部分。這些技術(shù)基礎(chǔ)為人工智能發(fā)展起到了關(guān)鍵性作用。