導(dǎo)語(yǔ)：計(jì)算機(jī)人工智能化運(yùn)用探索論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

關(guān)鍵詞：人工智能應(yīng)用計(jì)算機(jī)人類探索

摘要：人工智能是在計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透的基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的一門新興邊緣學(xué)科，主要研究用用機(jī)器（主要是計(jì)算機(jī)）來(lái)模仿和實(shí)現(xiàn)人類的智能行為，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，人工智能應(yīng)用在不少領(lǐng)域得到發(fā)展，在我們的日常生活和學(xué)習(xí)當(dāng)中也有許多地方得到應(yīng)用本文就符號(hào)計(jì)算、模式識(shí)別、專家系統(tǒng)、機(jī)器翻譯等方面的應(yīng)用作簡(jiǎn)單介紹，籍此使讀者對(duì)我們身邊的人工智能應(yīng)用有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。

一、符號(hào)計(jì)算

計(jì)算機(jī)最主要的用途之一就是科學(xué)計(jì)算，科學(xué)計(jì)算可分為兩類：一類是純數(shù)值的計(jì)算，例如求函數(shù)的值，方程的數(shù)值解，比如天氣預(yù)報(bào)、油藏模擬、航天等領(lǐng)域;另一類是符號(hào)計(jì)算，又稱代數(shù)運(yùn)算，這是一種智能化的計(jì)算，處理的是符號(hào)符號(hào)可以代表整數(shù)、有理數(shù)、實(shí)數(shù)和復(fù)數(shù)，也可以代表多項(xiàng)式，函數(shù)，集合等長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直盼望有一個(gè)可以進(jìn)行符號(hào)計(jì)算的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)早在50年代末，人們就開始對(duì)此研究進(jìn)入80年代后，隨著計(jì)算機(jī)的普及和人工智能的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了多種功能齊全的計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)軟件，其中Mathematica和Maple是它們的代表，由于它們都是用C語(yǔ)言寫成的，所以可以在絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)上使用Mathematica是第一個(gè)將符號(hào)運(yùn)算，數(shù)值計(jì)算和圖形顯示很好地結(jié)合在一起的數(shù)學(xué)軟件，用戶能夠方便地用它進(jìn)行多種形式的數(shù)學(xué)處理。

計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)的優(yōu)越性主要在于它能夠進(jìn)行大規(guī)模的代數(shù)運(yùn)算通常我們用筆和紙進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算只能處理符號(hào)較少的算式，當(dāng)算式的符號(hào)上升到百位數(shù)后，手工計(jì)算就很困難了，這時(shí)用計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算就可以做到準(zhǔn)確，快捷，有效現(xiàn)在符號(hào)計(jì)算軟件有一些共同的特點(diǎn)就是在可以進(jìn)行符號(hào)運(yùn)算、數(shù)值計(jì)算和圖形顯示等同時(shí)，還具有高效的可編程功能在操作界面上一般都支持交互式處理，人們通過(guò)鍵盤輸入命令，計(jì)算機(jī)處理后即顯示結(jié)果并且人機(jī)界面友好，命令輸入方便靈活，很容易尋求幫助。

盡管計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)在代替人繁瑣的符號(hào)運(yùn)算上有著無(wú)比的優(yōu)越性，但是，計(jì)算機(jī)畢竟是機(jī)器，它只能執(zhí)行人們給它的指令，有一定的局限性首先，多數(shù)計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件有較高的要求，在進(jìn)行符號(hào)運(yùn)算時(shí)，通常需要很大的內(nèi)存和較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間，而精確的代數(shù)運(yùn)算以時(shí)間和空間為代價(jià)的第二個(gè)問題是用計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，雖然計(jì)算精度可以到任意位，但由于計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)是用軟件本身浮點(diǎn)運(yùn)算代替硬件算術(shù)運(yùn)算，所以在速度要比用Fortran語(yǔ)言算同樣的問題慢百倍甚至千倍另外，雖然計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)包含大量的數(shù)學(xué)知識(shí)，但這僅僅是數(shù)學(xué)中的一小部分，目前仍有許多數(shù)學(xué)領(lǐng)域未能被計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)涉及計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)仍在不斷地發(fā)展、完善之中。

二、模式識(shí)別

模式識(shí)別就是通過(guò)計(jì)算機(jī)用數(shù)學(xué)技術(shù)方法來(lái)研究模式的自動(dòng)處理和判讀這里，我們把環(huán)境與客體統(tǒng)稱為“模式”，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人類有可能研究復(fù)雜的信息處理過(guò)程用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模式（文字、聲音、人物、物體等）的自動(dòng)識(shí)別，是開發(fā)智能機(jī)器的一個(gè)最關(guān)鍵的突破口，也為人類認(rèn)識(shí)自身智能提供線索信息處理過(guò)程的一個(gè)重要形式是生命體對(duì)環(huán)境及客體的識(shí)別對(duì)人類來(lái)說(shuō)，特別重要的是對(duì)光學(xué)信息（通過(guò)視覺器官來(lái)獲得）和聲學(xué)信息（通過(guò)聽覺器官來(lái)獲得）的識(shí)別這是模式識(shí)別的兩個(gè)重要方面市場(chǎng)上可見到的代表性產(chǎn)品有光學(xué)字符識(shí)別系統(tǒng)(OpticalCharacterRecognition，OCR)、語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)識(shí)別的顯著特點(diǎn)是速度快、準(zhǔn)確性和效率高識(shí)別過(guò)程與人類的學(xué)習(xí)過(guò)程相似以“漢字識(shí)別”為例：首先將漢字圖象進(jìn)行處理，抽取主要表達(dá)特征并將其特征與漢字的代碼存在計(jì)算機(jī)中就象把老師教我們這個(gè)字叫什么、如何寫的知識(shí)記憶在大腦中這一過(guò)程叫做“訓(xùn)練”識(shí)別過(guò)程就是將輸入的漢字圖像經(jīng)處理后與計(jì)算機(jī)中所保存的全部漢字進(jìn)行比較，找出最相近的字作為識(shí)別結(jié)果，這一過(guò)程叫做“匹配”。

語(yǔ)音識(shí)別就是讓計(jì)算機(jī)能聽懂人說(shuō)的話，一個(gè)重要的例子就是七國(guó)語(yǔ)言（英、日、意、韓、法、德、中）口語(yǔ)自動(dòng)翻譯系統(tǒng)其中，中文部分的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)立在中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所的模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，這是口語(yǔ)翻譯研究跨入世界領(lǐng)先水平的標(biāo)志該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后，人們出國(guó)預(yù)定旅館、購(gòu)買機(jī)票、在餐館對(duì)話和兌換外幣時(shí)，只要利用電話網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，就可用手機(jī)、電話等與“老外”通話。

指紋是人體的一個(gè)重要特征，具有唯一性北京大學(xué)有關(guān)專家對(duì)數(shù)字圖像的離散幾何性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，建立了從指紋灰度圖像精確計(jì)算紋線局部方向、進(jìn)而提取指紋特征信息的理論與算法，隨后研究成功了適于民用身份鑒定的全自動(dòng)指紋鑒定系統(tǒng)，以及適于公安刑事偵破的指紋鑒定系統(tǒng)從而開創(chuàng)了我國(guó)指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用的先河北大指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的推出，使我國(guó)公安干警從指紋查對(duì)的繁重人工處理中解放出來(lái)浙江省從1997年開始使用北大指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，采取省地（市）二級(jí)建庫(kù)、省地（市）縣三級(jí)查詢的方式，形成了獨(dú)特的“浙江模式”省公安廳現(xiàn)已建立了100多萬(wàn)人的指紋庫(kù)，是目前國(guó)內(nèi)的第二大庫(kù)在100多萬(wàn)人的指紋庫(kù)中，檢索一枚現(xiàn)場(chǎng)指紋僅需4分鐘左右2000年浙江省用指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)直接破案3063起，連帶破案12000多起破案率為全國(guó)第一，并遙遙領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)其它指紋識(shí)別系統(tǒng)，被公安部樹為指紋系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用樣板。

這里介紹一個(gè)綜合應(yīng)用的例子，一汽集團(tuán)公司與國(guó)防科技大學(xué)最近合作研制成功“紅旗轎車自主駕駛系統(tǒng)”（即無(wú)人駕駛系統(tǒng)），它標(biāo)志著我國(guó)研制高速智能汽車的能力已達(dá)到當(dāng)今世界先進(jìn)水平汽車自主駕駛技術(shù)是集模式識(shí)別、智能控制、計(jì)算機(jī)學(xué)和汽車操縱動(dòng)力學(xué)等多門學(xué)科于一體的綜合性技術(shù)，代表著一個(gè)國(guó)家控制技術(shù)的水平紅旗車自主駕駛系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)視覺導(dǎo)航方式，并采用仿人控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紅旗車的操縱控制首先，攝像機(jī)將車前方的道路和車輛行駛情況輸入到圖像處理和圖像識(shí)別系統(tǒng)該系統(tǒng)識(shí)別出道路狀況、前方車輛的相對(duì)距離和相對(duì)車速接著，路徑規(guī)劃系統(tǒng)根據(jù)這些信息規(guī)劃出一條合適路徑，即決定如何開車然后，路徑跟蹤系統(tǒng)根據(jù)需跟蹤的路徑，結(jié)合車輛行駛狀態(tài)參數(shù)和車輛駕駛動(dòng)力學(xué)約束，形成控制命令，控制方向盤和油門開啟機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作，使汽車按照規(guī)劃好的路徑前進(jìn)，即按自主駕駛系統(tǒng)的規(guī)劃路徑前進(jìn)。

三、專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)專家系統(tǒng)內(nèi)部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域的專家水平的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠運(yùn)用人類專家的知識(shí)和解決問題的方法進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過(guò)程，來(lái)解決該領(lǐng)域的復(fù)雜問題專家系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用研究最活躍和最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一，涉及到社會(huì)各個(gè)方面，各種專家系統(tǒng)已遍布各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，取得很大的成功根據(jù)專家系統(tǒng)處理的問題的類型，把專家系統(tǒng)分為解釋型、診斷型、調(diào)試型、維修型、教育型、預(yù)測(cè)型、規(guī)劃型、設(shè)計(jì)型和控制型等10種類型具體應(yīng)用就很多了，例如血液凝結(jié)疾病診斷系統(tǒng)、電話電纜維護(hù)專家系統(tǒng)、花布圖案設(shè)計(jì)和花布印染專家系統(tǒng)等等。

為了實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)，必須要存儲(chǔ)有該專門領(lǐng)域中經(jīng)過(guò)事先總結(jié)、分析并按某種模式表示的專家知識(shí)(組成知識(shí)庫(kù))，以及擁有類似于領(lǐng)域?qū)＜医鉀Q實(shí)際問題的推理機(jī)制(構(gòu)成推理機(jī))系統(tǒng)能對(duì)輸入信息進(jìn)行處理，并運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行推理，做出決策和判斷，其解決問題的水平達(dá)到或接近專家的水平，因此能起到專家或?qū)＜抑值淖饔谩?/p>

開發(fā)專家系統(tǒng)的關(guān)鍵是表示和運(yùn)用專家知識(shí)，即來(lái)自領(lǐng)域?qū)＜业募罕蛔C明對(duì)解決有關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的典型問題有用的事實(shí)和過(guò)程目前，專家系統(tǒng)主要采用基于規(guī)則的知識(shí)表示和推理技術(shù)由于領(lǐng)域的知識(shí)更多是不精確或不確定的，因此，不確定的知識(shí)表示與知識(shí)推理是專家系統(tǒng)開發(fā)與研究的重要課題此外，專家系統(tǒng)開發(fā)工具的研制發(fā)展也很迅速，這對(duì)擴(kuò)大專家系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，加快專家系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程，將起到積極地促進(jìn)作用隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)整體水平的提高，分布式專家系統(tǒng)、協(xié)同式專家系統(tǒng)等新一代專家系統(tǒng)的研究也發(fā)展很快在新一代專家系統(tǒng)中，不但采用基于規(guī)則的推理方法，而且采用了諸如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法與技術(shù)。

四、機(jī)器翻譯

機(jī)器翻譯是利用計(jì)算機(jī)把一種自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)變成另一種自然語(yǔ)言的過(guò)程，用以完成這一過(guò)程的軟件系統(tǒng)叫做機(jī)器翻譯系統(tǒng)幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多專家、學(xué)者為機(jī)器翻譯的研究付出了大量的心血和汗水雖然至今還沒有一個(gè)實(shí)用、全面、高質(zhì)量的自動(dòng)翻譯系統(tǒng)出現(xiàn)，不過(guò)也取得了很大的進(jìn)展，特別是作為人們的輔助翻譯工具，機(jī)器翻譯已經(jīng)得到大多數(shù)人的認(rèn)可目前，國(guó)內(nèi)的機(jī)器翻譯軟件不下百種，根據(jù)這些軟件的翻譯特點(diǎn)，大致可以分為三大類：詞典翻譯類、漢化翻譯類和專業(yè)翻譯類詞典類翻譯軟件代表是“金山詞霸”了，堪稱是多快好省的電子詞典，它可以迅速查詢英文單詞或詞組的詞義，并提供單詞的發(fā)音，為用戶了解單詞或詞組含義提供了極大的便利漢化翻譯軟件的典型代表是“東方快車2000”，它首先提出了“智能漢化”的概念，使翻譯軟件的輔助翻譯作用更加明顯以“譯星”、“雅信譯霸”為代表的專業(yè)翻譯系統(tǒng)，是面對(duì)專業(yè)或行業(yè)用戶的翻譯軟件，但其專業(yè)翻譯的質(zhì)量與人們的實(shí)用性還有不少差距，有人評(píng)價(jià)說(shuō)“滿篇英文難不住，滿篇中文看不懂”，該說(shuō)法雖然比較極端，但機(jī)譯譯文的質(zhì)量確實(shí)卻一直是個(gè)老大難問題這里，我們不妨對(duì)現(xiàn)有的機(jī)譯和人譯過(guò)程作一比較，從中可以看出一些原因：

機(jī)器翻譯：

1.一句一句處理，上下文缺乏聯(lián)系；

2.對(duì)源語(yǔ)言的分析只是求解句法關(guān)系，完全不是意義上的理解；

3.缺乏領(lǐng)域知識(shí)，從計(jì)算機(jī)到醫(yī)學(xué)，從化工到法律都通用，就換專業(yè)詞典；

4.譯文轉(zhuǎn)換是基于源語(yǔ)言的句法結(jié)構(gòu)的，受源語(yǔ)言的句法結(jié)構(gòu)的束縛；

5.翻譯只是句法結(jié)構(gòu)的和詞匯的機(jī)械對(duì)應(yīng)

人工翻譯：

1.一般會(huì)先通讀全文，會(huì)前后照應(yīng)；

2.對(duì)源語(yǔ)言是求得意義上的理解；

3.只有專業(yè)翻譯人員，而沒有萬(wàn)能翻譯人員；

4.譯文是基于他對(duì)源語(yǔ)言的理解，不受源語(yǔ)言的句法結(jié)構(gòu)的束縛；

5.翻譯是一個(gè)再創(chuàng)造的過(guò)程

在目前的情況下，計(jì)算機(jī)輔助翻譯應(yīng)該是一個(gè)比較好的實(shí)際選擇事實(shí)上，在很多領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)輔助人類工作的方式已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，例如CAD軟件如果計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)用于語(yǔ)言的翻譯研究，應(yīng)該同樣可以起到很大的輔助作用，這就是所謂的“計(jì)算機(jī)輔助翻譯”它集機(jī)器記憶式翻譯、語(yǔ)法分析式翻譯和人際交互式翻譯為一體，把翻譯過(guò)程中機(jī)械、重復(fù)、瑣碎的工作交給計(jì)算機(jī)來(lái)完成這樣，翻譯者只需將精力集中在創(chuàng)造性的思考上，有利于工作效率的提高。

機(jī)器翻譯研究歸根結(jié)底是一個(gè)知識(shí)處理問題，它涉及到有關(guān)語(yǔ)言內(nèi)的知識(shí)、語(yǔ)言間的知識(shí)、以及語(yǔ)言外的世界知識(shí)，其中包括常識(shí)和相關(guān)領(lǐng)域的專門知識(shí)隨著因特網(wǎng)的普及與發(fā)展，機(jī)器翻譯的應(yīng)用前景十分廣闊作為人類探索自己智能和操作知識(shí)的機(jī)制的窗口，機(jī)器翻譯的研究與應(yīng)用將更加誘人國(guó)際上有關(guān)專家分析認(rèn)為機(jī)器翻譯要想達(dá)到類似人工翻譯一樣的流暢程度，至少還要經(jīng)歷15年時(shí)間的持續(xù)研究，但在人類對(duì)語(yǔ)言研究還沒有清楚“人腦是如何進(jìn)行語(yǔ)言的模糊識(shí)別和判斷”的情況下，機(jī)器翻譯要想達(dá)到100%的準(zhǔn)確率是不可能的。

五、人工智能思想的應(yīng)用：在家里尋找外星人

人工智能的基本思想已經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，“在家里尋找外星人”（SETI@home）項(xiàng)目就是利用人工智能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)格計(jì)算思想的一個(gè)成功案例SETI@home是SearchforExtraTerrestrialIntelligenceatHome的縮寫，意為：在家里尋找外星文明該項(xiàng)目由美國(guó)行星學(xué)會(huì)和美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校于1999年5月17日開始啟動(dòng)，它利用特定的PC機(jī)屏幕保護(hù)程序，來(lái)調(diào)用全球上網(wǎng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)的閑置能力，分析世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡獲得的數(shù)據(jù)，幫助科學(xué)家探索外星生物其計(jì)算模式的實(shí)質(zhì)就是網(wǎng)格計(jì)算：

SETI@home項(xiàng)目的大致流程是這樣的：

1.政府或者研究部門將一項(xiàng)需要巨大運(yùn)算量的任務(wù)以程序和數(shù)據(jù)的形式提交給服務(wù)器

2.服務(wù)器將數(shù)據(jù)和程序代碼分成更小的部分，也稱“子任務(wù)”

3.在志愿者的PC機(jī)上安裝一種特殊的客戶程序（事實(shí)上是一個(gè)屏幕保護(hù)程序），它能自動(dòng)同服務(wù)器聯(lián)絡(luò)，自動(dòng)下載和處理子任務(wù)

4.子任務(wù)處理完后的結(jié)果被送回服務(wù)器然后，客戶程序下載新的子任務(wù)，繼續(xù)處理

5.一旦所有的子任務(wù)處理完畢，服務(wù)器就將各種結(jié)果匯總，生成最后的報(bào)告，并把最終結(jié)果發(fā)回提交人

SETI@home的資料來(lái)源于波多黎哥Arecibo的無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡所收集的信息，本次觀測(cè)自1998年10月開始，每天收集約35G資料，因?yàn)樵撎帥]有足夠的網(wǎng)路頻寬，因此只能錄制磁帶，以傳統(tǒng)郵寄的方式送達(dá)柏克萊加大，資料再分割成每單位約350K，透過(guò)Internet傳送到參與者的電腦，借分散運(yùn)算來(lái)處理龐大的資料由于SETI@home項(xiàng)目沒有得到國(guó)家的專項(xiàng)撥款費(fèi)，所以只好請(qǐng)全世界的PC幫忙參與這個(gè)活動(dòng)的人沒有任何獎(jiǎng)賞，只有默默奉獻(xiàn)，不過(guò)根據(jù)反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)片斷的多少統(tǒng)計(jì)，雖然到目前為止尚未找到外星人，但是，SETI@home項(xiàng)目卻有力地證明網(wǎng)格計(jì)算是行之有效的。公務(wù)員之家

從SETI@home項(xiàng)目正式啟動(dòng)以來(lái)，已經(jīng)有470多萬(wàn)志愿者參加了這個(gè)項(xiàng)目，他們從指定的站點(diǎn)下載射電望遠(yuǎn)鏡收集的信息的片斷，用自己的計(jì)算機(jī)運(yùn)行分析，從中尋找宇宙中生命的跡象，總處理數(shù)據(jù)量達(dá)到了15T，平均每位參與者讓自己的電腦為SETI@home工作了17個(gè)半小時(shí)，這相當(dāng)于使用一臺(tái)PC機(jī)工作482023年，相當(dāng)于使用超級(jí)計(jì)算機(jī)工作48年該項(xiàng)目充分利用了分布在世界各地計(jì)算機(jī)的力量，雖然整個(gè)計(jì)劃耗資只有50萬(wàn)美元，卻擁有強(qiáng)大的威力。