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什么是人工智能(AI)?初学者快速入门指南

通过示例、专家观点以及学习所需的全部工具,弄清人工智能的真正含义。
Matt Crabtree
Matt Crabtree

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“AI”这一术语已经流行了一段时间。人工智能这一概念存在多年,许多技术依赖 AI 才能运作。随着 ChatGPT 和 Google Bard 等工具频频登上头条,我们仿佛正迎来人工智能的新时代。那么,AI 究竟是什么?它是如何工作的?

本文将简要介绍 AI 的定义、重要性以及您如何进一步学习这个引人入胜的领域。除列举人工智能的应用示例外,我们还引用了专家观点,并提供了延伸阅读资源。

什么是 AI?

人工智能是计算机科学的一个分支,旨在创建能够执行通常需要人类智能水平的任务的智能体。这些任务包括问题求解、语音识别和决策等。

AI 是一门跨学科的科学,方法多样;它既可以是基于规则、在预定义条件下运行的系统,也可以使用机器学习算法来适应其环境。后者尤为强大,因为它使 AI 系统能够从数据中学习,从而更具通用性,并能处理意料之外的情境。

AI 与数据科学及其他关键概念之间的关系

AI 与数据科学及其他关键概念之间的关系

常见误解

同样值得说明的是,AI 不是什么。关于人工智能有许多误解,以下是一些常见的不正确看法:

  • AI 等同于机器人。AI 并不限于机器人;它是一个更广泛的领域,涵盖搜索算法、自然语言处理等多种技术。
  • AI 很快就会超越人类智能。认为 AI 即将智胜人类的观点被夸大了;通用人工智能(AGI)仍停留在理论阶段,离实现还有很远。
  • AI 能像人类一样理解内容。AI 并不会以人类的方式“理解”文本或语音;它基于模式处理数据,缺乏真正的理解力。
  • AI 是没有偏见的。与一些看法相反,AI 可能从训练数据或设计者那里继承偏见,因此并非天生公正。查阅我们的生成式 AI 伦理指南以了解更多。
  • AI 能取代所有人类工作。虽然 AI 能自动化某些任务,但无法取代需要情感智能、创造力以及其他人类特有技能的工作。

您可以分别阅读我们的指南,了解AI 与机器学习的区别,以及机器学习与深度学习的差异。

AI 术语表

在探讨人工智能时,我们将使用一系列术语,其中一些可能不太熟悉。以下是关键 AI 术语及其含义:

算法

计算机为执行特定任务而遵循的一套规则或指令。算法是所有 AI 系统的基石。

通用人工智能(AGI)

一种目前仍属理论的 AI 形态,能够在不同领域理解、学习并应用知识,进行推理,具备意识,甚至具备情感理解力。这与为特定任务而设计和训练的弱人工智能(Narrow AI)相对。

深度学习

一种特殊的机器学习方法,模仿人脑的工作方式,使计算机能够从经验中学习,并以概念层级来理解世界。简单来说,深度学习就像一个虚拟大脑,帮助计算机从数据中学习,从而能够自主做出决策。

机器学习

让计算机具备从数据中学习、无需明确编程即可进行决策的方式。可将其类比为教会计算机从经验中学习,类似人类的方式。本质上,机器学习是 AI 获得“智能”之名的途径。您可在我们的Understanding Machine Learning课程中进一步了解该主题。

自然语言处理(NLP)

AI 的一个领域,聚焦计算机与人类通过自然语言进行交互。其最终目标是让计算机以既有意义又有用的方式来理解、解释并生成自然语言。

神经网络

受人脑中神经元结构启发的计算模型。神经网络广泛用于涉及模式识别的应用,如图像和语音识别。我们有一篇完整文章探讨什么是神经网络。

人工智能的类型

可以根据 AI 的能力与功能进行分类。

在能力层面,我们可以从以下方面区分不同类型的 AI:

弱人工智能(Narrow AI)

也称为弱 AI,旨在执行特定任务。它在有限的预定义条件下运行,不具有人类那样广泛的能力。当前大多数 AI 系统(包括反应型机器和有限记忆机器,见下文)都属于此类。

通用人工智能(AGI)

也称为强 AI,这类 AI 将能够在不同领域理解、学习并应用知识,具备自我意识、推理能力和情感理解力。通用 AI 目前仍主要停留在理论层面。

超级人工智能

这是一种更为先进的 AI 形态,将在几乎所有方面超越人类智能,从创造力、社会智能到问题求解能力。超级 AI 更多存在于科幻与未来设想之中,而非现实。

我们也可以基于功能来考察人工智能的类型:

反应型机器

这是最基础的 AI 形式,旨在执行特定任务。例如,IBM 的“深蓝”(Deep Blue)国际象棋超级计算机就属于此类。反应型机器无法存储记忆或利用过去经验来指导当前决策。

有限记忆

有限记忆型 AI 能够存储过往数据并据此做出更好的预测或决策。这类 AI 常见于推荐系统,如 Netflix 或 Amazon 使用的系统。

心智理论

这是一个理论概念,指 AI 系统可能理解人类的情绪、信念和想法。尽管引人入胜,但我们尚未达到这一水平的 AI 复杂度。

自我意识

AI 发展的顶峰将是具备自我意识的机器,能够理解自身存在,并基于自身利益做出决策。这仍是持续研究与伦理讨论的主题。

AI 的应用与示例

AI 的影响远超学术界和专业行业。以下是当今世界中人工智能的部分用法:

日常科技

AI 深度融入我们的日常技术中。从 Google 地图基于实时路况优化路线,到 Siri 和 Alexa 为您设定闹钟、回答问题,AI 几乎无处不在。这些应用通常使用弱 AI 来高效完成特定任务。

商业与产业

商业领域已在拥抱 AI。根据一项IBM 调查,2022 年有三分之一以上的公司(35%)报告在业务中使用了 AI。各行各业都在发现人工智能的用武之地,包括:

  • 医疗。AI 算法可分析医学影像,识别癌症等疾病的早期迹象。它还能通过预测不同化合物的疗效来辅助药物研发。
  • 金融。人工智能用于欺诈检测,机器学习算法可分析交易模式以标记异常活动。它还在算法交易、投资组合优化和个性化银行服务中发挥作用。
  • 零售。在线购物平台的推荐系统多由 AI 驱动,帮助企业提升加购与交叉销售。它也可协助库存管理与需求预测。

像 ChatGPT 这样的大型语言模型正在重塑我们与软件的交互方式。无论是客户服务、项目管理,还是数据分析,这些 AI 工具都在各行各业提升效率、准确性与生产力。

Noelle Silver Russel, Global AI Solutions & Generative AI & LLM Industry Lead at Accenture

游戏与娱乐

正如我们在关于创造力与生成式 AI的文章中所见,人工智能正助力开辟全新的艺术前沿。以下是其当下的一些应用方式:

  • 电子游戏。算法控制非玩家角色(NPC),使其更具响应性与真实感。高级 AI 甚至可以适应个体玩家的行为来调整游戏难度。
  • 音乐与电影。Spotify 和 Netflix 等平台上的内容推荐使用了 AI;它甚至可以参与创作流程,如作曲或辅助影片剪辑。

公共服务与基础设施

我们看到政府机构和类似组织正将人工智能用于多种任务:

  • 交通管理。AI 算法可实时分析交通数据以优化信号灯配时,减少拥堵并提升道路安全。
  • 应急响应。自然灾害预测与响应等领域可受益于人工智能,例如预测飓风并优化疏散路线。

AI 如何工作?

要真正把握人工智能的本质,了解让 AI 系统运转的各个步骤会很有帮助。我们以易上手的方式来拆解这一过程。您还可以通过我们的技能路径全面掌握AI 基础,其中涵盖 ChatGPT、大型语言模型、生成式 AI 等热门主题的实用知识。

AI 与机器学习的工作流程

AI 与机器学习的工作流程

步骤 1:数据收集

任何AI 项目的第一步都是收集数据。数据可以是图片、文本,也可以是更复杂的人类行为数据。数据是 AI 系统学习的原材料。

步骤 2:数据准备

数据收集完成后,需要进行准备与清洗。这意味着删除无关信息,并将数据转换为 AI 系统能够理解的格式。

步骤 3:选择算法

算法就像 AI 系统处理数据的“食谱”。不同的算法适用于不同任务。例如,图像识别可能使用某种算法,自然语言处理则使用另一种。您可以在另一篇文章中探索各类算法类型。

步骤 4:训练模型

将准备好的数据输入所选算法,对 AI 模型进行“训练”。在此阶段,模型学习如何基于数据进行预测或决策。可将其类比为 AI 系统在为考试而学习。

步骤 5:测试模型

训练完成后,需要测试模型的表现。如果准确性不够,可能需要进一步训练或调整。

步骤 6:部署

当模型训练并测试完毕后,即可部署到真实应用中。这可能是用于回答客户咨询的聊天机器人,或用于分析 X 光片的医疗 AI。

步骤 7:持续学习

许多现代 AI 系统具备随时间学习与适应的能力。这意味着它们能够在获取更多数据后提升表现,从而更高效、更准确。

AI 入门

本文涵盖了 AI 的一些基础内容。若您对所读内容感到兴趣,想进一步探索这一迷人领域,我们提供了一份全面指南:如何从零开始学习 AI。该指南涵盖开启 AI 学习之旅所需的一切信息,提供入门资源,并附有示例学习计划,帮助您度过最初几个月的 AI 学习。

Matt Crabtree

作者

Matt Crabtree

专注于人工智能与教育科技领域的高级编辑,致力于探寻数据与 AI 趋势。  

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