談計算機及人工智能技術發展

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摘要：計算機技術的發展，在一定程度上改變了社會的生產生活方式，其作為輔助工具的一種，應用范圍十分廣泛，尤其是人工智能技術的出現，標志著智能化時代正式開啟，在這種背景下，社會生產效率和質量會大幅度提升。文章首先對計算機人工智能技術進行簡單介紹，然后分析其發展歷程和未來發展趨勢，最后對其在各個領域的應用進行簡述，希望為相關行業提供借鑒。

關鍵詞：計算機；人工智能技術；發展歷程

1引言

在科學技術高速發展的今天，傳統計算機技術逐漸與人們的需求不符，為滿足人們需要，并促進社會經濟的發展，技術人員在傳統計算機技術的基礎上，研究新的技術，人工智能技術在此背景下產生。截至目前，人工智能技術的發展已經趨于成熟，在社會各領域中均有所應用。實踐應用結果表明，人工智能技術的應用，使自動規劃和智能控制等功能實現，在推動社會經濟發展方面，發揮了重要的作用。因此對此項課題進行研究，其意義十分重大。

2人工智能技術的概念

由人制造出來的機器所表現出的智能就是人工智能技術，這里所說的機器主要是指計算機程序，故智能技術常常與計算機綁定。但是在人工智能技術高度成熟的背景下，計算機人工智能技術的應用范圍進一步延伸，已經由專業科學技術逐漸變為涉及不同領域和專業的廣泛科學技術。站在技術角度而言，賦予機器人腦的思維方式，代替人類完成各項工作，屬于人工智能技術的主要作用。伴隨著世界經濟的發展，工作內容愈加復雜且繁重，這種情況的出現，為計算機智能技術的發展提供了契機。

3人工智能技術的發展歷程

人工智能的出現時間為1941年，在電子計算機發展后，人類可以依靠技術制造機器智能。1956年是人工智能的首次提出時間，自此之后，研究者對這項技術進行全面且深入的研究，人工智能概念漸漸被人們所熟知，人工智能技術的實際發展速度與預想相比，還存在一定的差距，但其發展的腳步卻沒有停止。在80余年的發展歷程中，大量的AI程序出現，并被應用于各個領域，推動了其他技術的發展。計算機及人工智能技術發展階段如下所述：

3.1初生階段

1941年世界上第一臺計算機由美國研發成功，這臺計算機的占地面積非常大，實用價值不高，具體表現為設置上千條線路，僅能滿足一個程序的運行需求。故研究者繼續研究，并于1949年成功研發了一種具有程序存儲能力的計算機，使程序運行難度大大降低，與此同時，計算機理論也同步發展，并催生了計算機科學，為人工智能的產生奠定了堅實的基礎，究其原因，主要是人工智能需要將計算機作為媒介。計算機技術可以為人工智能的產生提供技術基礎，但是在計算機出現的初期，人們并未對計算機和人類智能間的聯系多加關注。美國學者在研究反饋理論時發現自動調溫器屬于最典型的反饋控制例子，這種裝置在采集室內溫度后，會對比實際溫度和希望溫度。并根據二者的差值，開大或關小開關，從而實現對室內溫度的有效控制。這項研究對人工智能技術的發展而言，可謂是影響深遠。1955年國外研究人員研發了一種邏輯專家程序，該程序被業內領域認為是世界上第一款人工智能程序，在運算問題時，可以用樹形模型對問題進行表示，然后進行模型的選擇，最終確定最正確的結論。1956年人工智能之父邀請研究人員進行學術討論，自此之后，人工智能的概念被正式確立。

3.2應用階段

20世紀70年代后，知識工程概念被相關領域專家正式提出，這種概念與實體工程較為類似，但在建設方面，卻與其存在顯著的差別。可以將知識工程視為智能和專家系統的結合，且具有商品化的特點。在這種背景下，人工智能系統逐漸在商品化的專家系統中應用，這種專家系統其本質為信息系統，相較于普通的信息系統，該系統在處理問題時，能夠對人類專家處理問題的思維方式進行模擬。詳細而言，就是在計算機系統中融入特定領域知識、推理和決策系統的過程，有助于問題的解決。與專家系統相比，智能系統更容易被我們所了解，目前，智能手機所用的安卓、ios系統就屬于典型的智能操作系統。在科學技術發展的驅動下，專家系統的發展愈加成熟，逐漸與其他功能相融合，比如：智能語言系統、知識表示系統均應用了專家系統。我國人工智能技術發展時間較為短暫，故技術發展尚未成熟，與歐美國家尚存一定的差距。為此，國家應重視人工智能技術的發展，并通過政策、制度和資金等手段的應用，為我國人工智能技術發展提供保障。

4計算機及人工智能技術的應用

通過上述分析可知，計算機及人工智能技術的發展時間已經超過了70年。在長時間發展后，人工智能技術的發展趨于成熟，在各個領域均取得了良好的應用效果。下文會以計算機及人工智能技術的應用為切入點，對其發展進行具體的分析。

4.1人工智能技術在遠程作業系統中的應用

智能型遠程作業系統由人工智能技術和遠程作業系統組合而成，其英文簡稱為IDES，與普通遠程作業系統相比，這種遠程作業系統具有智能性、多層次性以及開放性的特征，系統功能十分完善，可以實現各項作業環節的全程微機化。以試卷批閱為例，該系統能夠在批閱試卷的過程中對客觀題的解答過程和答案進行識別，同時還具備透視和病歷雙重功能，簡言之，就是系統會依據學生的解答過程，找出學生在學習過程中存在的問題，并提出合理的建議。以某研究機構設計的智能遠程作業系統為例，該系統在構建過程中，由遠程教育公司負責數據交換中心的建立，如果應用地區的中小學校具備條件，則可以建立分中心，系統中央服務器可以保存全部的作業、考試資源以及學生檔案。該系統的運行管理機制為分級授權，通過這種管理機制的設置，合理調配和管理教學資源及系統用戶。學生家長想要了解學生的學習和作業完成情況，即可登錄系統查找相關的資料。由于作業批改環節所涉及的人機交互過程十分復雜，在系統設計過程中，將客戶機/服務器模式作為了主要選擇，確保系統在各種網絡環境下穩定運行，便于學生隨時隨地應用遠程作業系統。將系統功能作為依據，我們可以將該系統分為四個組成部分，主要包括數據庫服務器、管理系統、學生系統和教師系統。系統設計的構架為全開放式，可以滿足多個學校和教育部門的需求，如有特殊需要，教師可以對系統內的教學資源進行自主處理，比如：增加、修改和刪除等等。其中，管理系統能夠為管理人員維護系統運行狀態，創造有利的條件。教師系統則是與教師工作有關功能和操作的有機結合。這些功能包括授課、作業和考試等方面的功能。而學生系統的功能為批改作業、課程選擇和完成作業等。在了解后得知，在這個系統中，遠程通訊模塊屬于重要的功能模塊，其實現方式為網上討論、電子郵件發送以及在線解決問題等。教師、學生和家長等系統用戶在注冊賬號時，需要填寫郵箱，為用戶之間的溝通和交流提供便捷條件。而在線解決問題和網上討論所涉及的主體主要是學生和教師，有助于教師對學生進行一對一的輔導，教學效果也會因此而增強。遠程作業系統所應用的人工智能技術為專家系統，究其原因，主要是該系統需要為教師和學生提供教學資源，并培養學生解決問題的實際能力，而專家系統的應用，則有助于系統設計功能和預期目標的達成。實際應用結果表明，專家系統的應用，使教學效果顯著增強，具有十分廣闊的發展空間。

4.2計算機視覺

所謂的計算機視覺是指借助計算機技術，模擬人類的感知系統和感知能力，并代替人類完成環境感知方面的工作。計算機視覺屬于人工智能技術的重要內容，在勘測、識別等領域的應用效果較為明顯。通常情況下，人工智能技術在視覺領域的應用，由3個階段構成，分別是檢測、識別和識別目的，比如：人臉識別、指紋識別和瞳孔識別，就是人工智能技術在相關領域的應用方向。但就當前實際情況而言，計算機視覺領域的人工智能應用，在物體場景識別技術上的發展較為滯后，究其原因，主要是識別目標較多，且處在實時變化的狀態。人工智能技術的應用，雖然可以識別目標的外貌特征，但無法保證100%的準確率，因此，提升人工智能技術在計算機視覺領域中的準確率，是人工智能技術未來發展的重要方向。

4.3自然語言處理

人工智能技術在經過多年的發展完善之后，被應用到自然語言處理領域，成為了研究人員的重點研究內容，其應用有助于人機交互功能的實現。計算機和人類所使用的語言并不相同，計算機所使用的語言為機器語言，而人類使用的語言被稱為自然語言，人機交互功能的實現，要求研究人員基于人工智能技術，設計機器內部數據結構，使機器語言轉化為自然語言，與此同時，還要確保轉換機制運行的持久性和穩定性，人工智能技術的應用，是上述目標實現的關鍵。當前人工智能技術在自然語言處理領域的應用已經趨于成熟，比如：智能客服、語言翻譯、語音導航系統等。以我國為例，我國人工智能技術雖然起步較晚，但發展速度卻十分顯著，語音識別技術就是其中典型代表，其發展水平位居世界前列，語言識別準確率可達95%。其中百度作為國內計算機智能技術研究發展的先行者，在研究自然語言處理時，取得了突破式的進展，其所研發的語言識別和處理產品，在國際上頗具知名度。目前，在社會經濟高速發展的驅動下，國內企業和公眾對智能語音的需求逐漸增加，使這項技術的未來發展前景愈加廣闊，在未來，這項技術會在智能家居、醫療、教育、服務等領域實現普及應用和發展。

4.4智能機器人

智能機器人是人工智能技術與機器相結合的產物，主要是指人類通過程序對其進行操控，促使其代替工人完成復雜工作任務的機器。但事實上，人工智能技術的應用，可以賦予智能機器人自主學習和思考的能力，從而使自動化控制目標成為可能。相較于自動化機器而言，智能機器人具備三項要素，分別為思考要素、感覺要素以及反應要素，這是二者最顯著的差別。其中感知要素是指智能機器人具有與人類相似的感官系統，在具備環境識別能力的基礎上，兼具運動能力，這些能力的具備，賦予了機器人與外部環境互動的功能。除此之外，自主思考能力是智能機器人的優勢，憑借這一優勢，其在接收信息后，會理解和回應信息內容。就當前實際情況來看，社會上應用的智能機器人種類和數量均呈現出不斷增加的趨勢，其應用可以使社會生產效率大幅度提升，有助于促進社會經濟的高速發展，并且智能機器人的應用發展空間尚未飽和。人工智能技術研究領域對智能機器人的研究十分重視，并將自主導航定位、人工智能識別和控制作為重點研究技術。可以預見，在未來智能機器人的應用和發展必將成為熱點話題。

4.5人工神經網絡

在人工智能領域神經網絡的地位不言而喻，所謂的神經網絡是指研究人員應用人工神經元、電子元件和處理元件等裝置，對人類大腦組織結構和思維方式進行模擬，以此來賦予計算機程序自我學習能力的技術。目前，這項技術已經成為人工智能領域的重點研究方向，在存儲、處理和分析數據時，起到了關鍵性的作用。在人工神經網絡中，信息的傳遞和處理需要將神經元之間的相互作用為條件，其存儲則依靠各元件的分布聯系，其自我學習能力的實現，主要通過神經元連接權重的動態調整。與傳統數據處理方式對比而言，在分析和處理模糊數據時，應用這項人工智能技術，可以取得良好的效果。在人工智能技術不斷成熟和發展的背景下，人工神經網絡技術的發展愈發成熟，逐漸成為了人們分析和解決問題的重要工具，其智能特征因此得到了體現。比如：人工神經網絡與社交軟件相結合后，可以使程序具備觀察人類行為的能力，在觀察人類行為后，計算機程序即可做出合理的回應，有助于人機交互功能的實現。

4.6人工智能技術的未來發展前景

通過上述分析，人工智能技術已經被諸多領域所應用，且應用效果極為顯著，但隨著技術的不斷完善和發展，其應用領域會進一步擴大，筆者對其未來發展前景做出了合理的預測，如下所述：（1）人工智能技術在各行業垂直領域的應用存在非常大的發展潛力。隨著IT基礎設施的不斷完善，人工智能市場會進一步擴大，尤其是自然語言處理技術，在市場中所占的份額會持續增長。（2）人工智能技術在醫療保健行業中的應用。人工智能技術的應用，可以合理配置醫療資源，改善醫療資源配置不合理的現狀，醫療成本也會隨之下降，并加強醫療保健行業與其他行業間的合作交流。此外，人工智能技術未來會在臨床試驗、醫療計劃和醫療服務中得到應用。在查閱統計資料后得知，人工智能技術在醫療保健行業中的應用市場在短短3年內增長了15×108美元。（3）人工智能技術對屏幕進行取代。在計算機和手機普及應用的今天，屏幕和鍵盤是人機交互功能實現的主要接口。但在未來，人工智能技術會對這些接口進行取代。比如：AR和VR技術正在進入人類生活，將其應用于自動駕駛系統之中，無需使用屏幕，即可實現人與運算系統的溝通和交流。這表明，人工智能技術的發展，拉近了人類與機器之間的距離，使機器的學習能力不斷增強，控制難度業因此而下降。預計在未來，人工智能技術會完全取代屏幕在人機交互中的地位，從而帶給使用者更加良好的體驗。（4）人工智能技術在手機芯片中的應用。目前智能手機所應用的架構處理器為ARM，但這種處理器在運行大量圖像時，會顯得不夠流暢，無法滿足用戶的使用需求。因此，在未來手機芯片廠商，會將人工智能運算核心融入到手機芯片之中，以提升手機芯片的性能。實際上，蘋果和三星的新款手機已經應用了3D感測技術。（5）AR與人工智能技術相融合。AR的發展離不開人工智能技術的支持，而人工技術的發展也同樣如此，如果將人工智能技術比作人體，AR就是人工智能技術的眼睛，可以為人工智能機器人進入虛擬環境訓練提供支持。

5結論

綜上所述，在計算機技術高速發展的背景下，計算機與人工智能技術的應用范圍逐漸廣泛，且取得了良好的應用效果。人工智能技術在經過多年的發展后，已經趨于成熟，對國家發展而言，具有十分重要的意義。相較于國外，我國人工智能技術發展時間較短，正在面臨嚴峻的考驗。在此背景下，相關領域研究人員應注重人工智能技術的研究，總結過往的發展經驗，促進我國人工智能技術的發展和完善。

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作者：闞永彪 單位：甘肅酒泉職業技術學院