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什麼是人工智能(AI)?一文理解 AI 要點、發展史和局限性【2019更新】

本文首發於 easyAI——人工智能知識庫「 排除 90% 的誤解 」關於人工智能,你需要知道的3個重點大傢都看過或者聽說過類似的言論或者電影:請大傢放100個心,不要神話

本文首發於 easyAI——人工智能知識庫

「 排除 90% 的誤解 」關於人工智能,你需要知道的3個重點

大傢都看過或者聽說過類似的言論或者電影:

請大傢放100個心,不要神話人工智能,科幻電影裡的劇情以目前的技術發展來看,完全不可能!

這種擔心就好像瑪雅人預測2012年地球將毀滅一樣!

人工智能(AI)本質上是一種工具

那麼我們應該如何正確的看待人工智能(AI)?

AI 跟我們使用的錘子、汽車、電腦……都一樣,其本質都是一種工具。

工具必須有人用才能發揮價值,如果他們獨立存在是沒有價值的,就想放在工具箱裡的錘子一樣,沒有人揮舞它就沒有任何價值。

工具之間也有差別

雖然錘子、汽車、電腦、AI 都是工具。但是他們還是有差別的。

他們最核心的差別就是效能(更準確的說應該是杠桿率)。我們把上面幾個工具的使用場景對比一下就能理解瞭:

錘子:

用過錘子的人都知道,為瞭釘一個釘子,大部分的力還是人出的。

錘子的使用場景中,人出瞭1份力,得到瞭2倍的回報。

汽車:

人類跑步20分鐘達到的距離,汽車2分鐘就能搞定!而且這個過程中人類不需要出太多力氣。

汽車的使用場景中,人出瞭1份力,得到瞭10倍的回報。

電腦:

人類自己計算一些復雜的問題可能需要花1個月甚至更久的時間(還不一定正確),而電腦可能隻需要1秒就完成瞭,並且精確無誤!而人們使用電腦隻需要敲幾下鍵盤,點幾下鼠標就可以瞭。

電腦的使用場景中,人出瞭1份力,得到瞭1,000,000倍的回報。

人工智能:

人工智能其實是超越瞭之前電腦的邊界,以前電腦無法做的事情 AI 可以做瞭。所以從杠桿率上講,人工智能和電腦是在一個量級上的,但是它能做的事情更多瞭,大大超越瞭傳統電腦的能力范圍,所以大傢十分看好。

但是(凡是都有但是),AI 在很多很多場景和領域還是沒有價值,很多能力甚至不如小學生。所以,目前 AI 的局限性依然很大!

所有人都應該知道的關於 AI 的3個重點?

  1. 人工智能(AI)的本質是一種工具,歸根結底還是需要人去使用它。
  2. 雖然有些場景 AI 已經超越人類瞭(比如 AlphaGo 下圍棋),但是還是有很多很多的場景,AI 沒什麼價值(推薦深度好文《人工智障 2 : 你看到的AI與智能無關》)。
  3. AI 不是萬能(通用)的,擅長下圍棋的 AI 不能跟人聊天,擅長聊天的 AI 不能下圍棋。大傢在電影裡看到的啥都會的機器人短期內還無法實現。

「 什麼是人工智能? 」跟普通程序對比,深入瞭解 AI

開門見山的給出人人都能聽懂的解釋:

  1. 人工智能(AI)是一種高級的計算機程序
  2. AI 有明確的目標
  3. AI 可以“看到”或者“聽到”環境的變化,可以感受到環境的變化
  4. 他會根據不同的環境做出不同的反應,從而實現既定的目標。

下面是書面語的版本,看著更嚴謹(裝逼)一些:

下面就針對“環境感知”、“合理判斷”和“實現目標”3個層面來詳細對比一下普通的計算機程序和人工智能:

普通程序人工智能感知環境普通程序隻知道這是一張圖片或者視頻,但是並不知道裡面的內容是什麼。AI 可以“理解”圖片和視頻內有什麼內容,AI 也可以“理解”聽到的聲音是什麼意思。合理判斷普通程序是很多死規則的組合,在任何情況下都隻能按照死規則走。AI 可以主動優化自己的規則,也就是大傢常說的“學習”,但跟人類的學習還是有很大差異!實現目標普通程序是沒有目標感,隻會根據規則自動運行。AI 是可以有“目標感”的,並通過反饋不斷優化自己的的行為來更好的實現目標。

雖然上面的對比讓 AI 看上去很強大,但是實際上並非如此,AI 在某些場景表現的很好,但是在某些場景表現的很不理想。

AI 並沒有想象中強大,它也會犯低級錯誤

AI 的確具備瞭理解圖片、視頻和語音(非結構化數據)的能力,但並不代表這些能力已經很強大的。AI 經常犯一些低級錯誤,下面就是一個具體的案例:

左:摩托車的遮擋讓 AI 把一隻猴子誤認為人類。中:自行車的遮擋讓 AI 把猴子誤認為人類,同時叢林背景導致 AI 將自行車把手誤認為是鳥。右:吉他把猴子變成瞭人,而叢林把吉他變成瞭鳥

上圖顯示瞭在一張叢林猴子的照片中 ps 上一把吉他的效果。這導致深度網絡將猴子誤認為人類,同時將吉他誤認為鳥,大概是因為它認為人類比猴子更可能攜帶吉他,而鳥類比吉他更可能出現在附近的叢林中。

AI 對數據的依賴相當於人類對空氣的依賴

目前(截止到2019年)是深度學習最流行的時代,深度學習在各個領域雖然表現出瞭很強大的能力,但是並不是人人都能玩轉深度學習的,因為它需要海量的帶標註的數據,這種條件不是人人都具備的。

簡單的做一個類比,獅子的力量很強大,狗的力量相比較就弱小很多。雖然獅子的戰鬥力很強,但是獅子需要吃很多東西才能保持戰鬥力。而狗就不需要吃那麼多的東西。如果不給獅子吃足夠的東西,他可能會躺在地上完全喪失戰鬥力。

深度學習就類似獅子,想讓他發揮出戰鬥力,就需要給他喂養大量的數據(相當於獅子的食物)。不然再出色的深度學習模型都無法發揮任何價值。

獅子對食物也是比較挑剔的,不是給他吃啥都行的,而深度學習更是如此!

數據是否有標註、數據是否“幹凈”、數據是否有多樣性……都對深度學習的學習結果影響巨大!

總結一下的話:

  1. 深度學習時代的 AI 對數據量級要求極高
  2. 深度學習時代的 AI 對數據規范要求極高

像 Google 這種擁有海量數據的公司最容易在 AI 領域有較大的突破和優勢,而一般的小公司很難跨越數據的門檻。

人工智能的發展歷史

上圖是從1950年至2017年之間,人工智能領域出現的一些裡程碑式的事件。總結下來會分為3大階段:

第一次浪潮(非智能對話機器人)

20世紀50年代到60年代

1950年10月,圖靈提出瞭人工智能(AI)的概念,同時提出瞭圖靈測試來測試 AI。

圖靈測試提出沒有幾年,人們就看到瞭計算機通過圖靈測試的“曙光”。

1966年,心理治療機器人 ELIZA 誕生

那個年代的人對他評價很高,有些病人甚至喜歡跟機器人聊天。但是他的實現邏輯非常簡單,就是一個有限的對話庫,當病人說出某個關鍵詞時,機器人就回復特定的話。

第一次浪潮並沒有使用什麼全新的技術,而是用一些技巧讓計算機看上去像是真人,計算機本身並沒有智能。

第二次浪潮(語音識別

20世紀80年代到90年代

在第二次浪潮中,語音識別是最具代表性的幾項突破之一。核心突破原因就是放棄瞭符號學派的思路,改為瞭統計思路解決實際問題。

在《人工智能》一書中,李開復詳細介紹瞭這個過程,他也是參與其中的重要人物之一。

第二次浪潮最大的突破是改變瞭思路,摒棄瞭符號學派的思路,轉而使用瞭統計學思路解決問題。

第三次浪潮(深度學習+大數據

21世紀初

2006年是深度學習發展史的分水嶺。傑弗裡辛頓在這一年發表瞭《一種深度置信網絡的快速學習算法》,其他重要的深度學習學術文章也在這一年被發佈,在基本理論層面取得瞭若幹重大突破。

之所以第三次浪潮會來主要是2個條件已經成熟:

2000年後互聯網行業飛速發展形成瞭海量數據。同時數據存儲的成本也快速下降。使得海量數據的存儲和分析成為瞭可能。

GPU 的不斷成熟提供瞭必要的算力支持,提高瞭算法的可用性,降低瞭算力的成本。

在各種條件成熟後,深度學習發揮出瞭強大的能力。在語音識別、圖像識別、NLP等領域不斷刷新紀錄。讓 AI 產品真正達到瞭可用(例如語音識別的錯誤率隻有6%,人臉識別的準確率超過人類,BERT在11項表現中超過人類…)的階段。

第三次浪潮來襲,主要是因為大數據和算力條件具備,這樣深度學習可以發揮出巨大的威力,並且 AI 的表現已經超越人類,可以達到“可用”的階段,而不隻是科學研究。

人工智能3次浪潮的不同之處

  1. 前兩次熱潮是學術研究主導的,第三次熱潮是現實商業需求主導的。
  2. 前兩次熱潮多是市場宣傳層面的,而第三次熱潮是商業模式層面的。
  3. 前兩次熱潮多是學術界在勸說政府和投資人投錢,第三次熱潮多是投資人主動向熱點領域的學術項目和創業項目投錢。
  4. 前兩次熱潮更多時提出問題,第三次熱潮更多時解決問題。

想進一步瞭解 AI 的歷史,推薦閱讀李開復的《人工智能》,上面關於3次浪潮的內容都摘抄自這本書。

人工智能今天和未來的局限在哪裡?

在探尋 AI 的邊界時,我們可以先簡單粗暴的把 AI 分為3類:

  1. 弱人工智能
  2. 強人工智能
  3. 超人工智能

弱人工智能

弱人工智能也稱限制領域人工智能(Narrow AI)或應用型人工智能(Applied AI),指的是專註於且隻能解決特定領域問題的人工智能。

例如:AlphaGo、Siri、FaceID……

強人工智能

又稱通用人工智能(Artificial General Intelligence)或完全人工智能(Full AI),指的是可以勝任人類所有工作的人工智能。

強人工智能具備以下能力:

  • 存在不確定性因素時進行推理,使用策略,解決問題,制定決策的能力
  • 知識表示的能力,包括常識性知識的表示能力
  • 規劃能力
  • 學習能力
  • 使用自然語言進行交流溝通的能力
  • 將上述能力整合起來實現既定目標的能力

超人工智能

假設計算機程序通過不斷發展,可以比世界上最聰明,最有天賦的人類還聰明,那麼,由此產生的人工智能系統就可以被稱為超人工智能。

我們當前所處的階段是弱人工智能,強人工智能還沒有實現(甚至差距較遠),而超人工智能更是連影子都看不到。所以“特定領域”目前還是 AI 無法逾越的邊界。

人工智能未來的邊界是什麼?

如果在深入一點,從理論層面來解釋 AI 的局限性,就要把圖靈大師搬出來瞭。圖靈在上世紀30年代中期,就在思考3個問題:

  1. 世界上是否所有數學問題都有明確的答案?
  2. 如果有明確的答案,是否可以通過有限的步驟計算出答案?
  3. 對於那些有可能在有限步驟計算出來的數學問題,能否有一種假象的機械,讓他不斷運動,最後當機器停下來的時候,那個數學問題就解決瞭?

圖靈還真設計出來一套方法,後人稱它為圖靈機。今天所有的計算機,包括全世界正在設計的新的計算機,從解決問題的能力來講,都沒有超出圖靈機的范疇。

(大傢都是地球人,差距怎麼就這麼大呢???)

通過上面的3個問題,圖靈已經劃出瞭界限,這個界限不但適用於今天的 AI ,也適用於未來的 AI 。

下面我們再進一步把邊界清晰的描述一下:

  1. 世界上有很多問題,隻有一小部分是數學問題
  2. 在數學問題裡,隻有一小部分是有解的
  3. 在有解的問題中,隻有一部分是理想狀態的圖靈機可以解決的
  4. 在後一部分(圖靈機可解決的部分),又隻有一部分是今天的計算機可以解決的
  5. 而 AI 可以解決的問題,又隻是計算機可以解決問題的一部分。

擔心人工智能太強大?你想多瞭!

在一些特定場景中, AI 可以表現的很好,但是在大部分場景中,AI 並沒有什麼用。

如何客觀的看待人工智能?

PEGA 做過一項調查,涉及瞭全球 6000 多個普通消費者,詢問他們對 AI 的看法,有下面一些結果:

  • 34%的人認為自己使用過 AI ,這些人中84%的人實際使用過
  • 50%以上的人搞不清楚 AI 到底有哪些能力
  • 60%的人並不知道 Amazon Alexa 和Google Home 使用瞭 AI 技術
  • 72%的人懼怕 AI 技術對人類的威脅,24%的人擔心機器人會從人類手裡接管地球

查看更多調查結果,可以訪問《What consumers really think about AI: A global study》【附帶1分鐘視頻】

AI 已經來瞭,並且會飛速發展

我們每天都在使用的輸入法就使用瞭很多 AI 相關的技術,但是很多人並不知道。不要小看輸入法裡使用的這些技術,它能使我們的打字效率大大提高,如果沒有這些技術,我們會多花數百年的時間在打字上!

除瞭輸入法,大傢都使用過的 AI 產品還有:

  • 美顏相機裡的一鍵美顏功能
  • 抖音裡的道具功能
  • 微信裡的語音轉文字
  • 今日頭條裡的推算算法
  • 垃圾短信及垃圾郵件的過濾功能
  • 智能手機裡的操作系統
  • ……

如果我不說相信大傢並不知道 AI 已經進入我們生活的方方面面瞭。而且 AI 在未來幾十年還會對各行各業產生巨大的影響。

我們需要以開放的心態擁抱 AI,大部分情況下它都是人類的朋友,而不是敵人。

AI 並沒有我們想象中那麼厲害

AlphaGo 戰勝李世石,這個熱點幾乎所有人都知道。很多人通過這件事情開始擔心 AI 未來對人類的威脅。

而現實是 AlphaGo 不管下圍棋有多厲害,對我們的生活都沒有半毛錢的關系,那隻是一場秀。但是大眾會根據這件事做對 AI 產生偏見:

  • AI 的能力已經超越瞭人類
  • AI 未來會無所不能
  • AI 對人類是威脅,我們要限制 AI 的發展
  • ……

不要擔心 AI 會取代你的工作

在“人工智能威脅論”裡,大傢最擔心的是 AI 會取代大量的工作崗位,導致大量普通老百姓失業。

這件事的確會發生:

  • 蒸汽機出現後,機器取代瞭大量的底層勞動力;
  • 電話出現後,不再需要那麼多的郵遞員瞭;
  • 互聯網出現後,更是影響瞭各行各業;

但是,這是一件好事:

  • 每一項新技術都會讓一部分人下崗,而這些人現在有瞭更好的崗位上
  • 一些職業消失瞭,但是會誕生更多的新職業(如果讓你選擇“美甲”和“耕地”,你會如何選擇?)

簡單總結一下:

  1. 可見的未來,AI 還是一種工具
  2. AI 跟計算機、互聯網一樣,是歷史潮流,我們要瞭解它、適應它、利用它
  3. AI 的確會取代部分崗位,但是會出現更多新職業,不用擔心下崗問題
  4. 誰能更高效的跟 AI 協作,誰的價值就會越大

補充資料1:百度百科和維基百科

百度百科版本人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發用於模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。更多內容

維基百科版本在計算機科學中,人工智能有時也稱為機器智能,是機器所展示的智能。更多內容

補充資料2:優質擴展閱讀

【入門】What is Artificial Intelligence (AI)? – Definition from Techopedia

【入門】What is Artificial Intelligence? In 5 minutes.(需科學上網)

【視野】別把人工智能神話瞭,用「HBI 法則」測試一下 AI 是否真的適合你的業務?

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