在人工智慧系統的研究中,主要可分為兩大領域。第一大領域,是希望系統能像人類一樣的行為反應(經驗);第二大領域則是希望系統能做出合理的行為反應(推理)。這兩大領域不一定可完全分割,是確實是不相同的,因為人類的行為不一定符合邏輯,有時解決問題的方式就只是「看心情」。
初期發展
在機械時代,多半是透過自動人偶,模擬人類的外觀表現。
接著便希望能將人類的推理方式邏輯化,來模擬人類的邏輯思考表現。最大貢獻的是圖靈所建立的圖靈機模型,甚至成為後來電腦的發展基礎。
進入電腦科學時代後,透過高速運算及大量儲存空間,能有效模擬人類邏輯思考的表現,使得研究人員對人工智慧有高度樂觀的期待。初期主要的發展有:
搜索式推理,在棋類遊戲上有極高的表現。
自然語言,使機器能與人類有效溝通。
方塊世界,簡化模型證明機器的表現。
約1970年。
發展限制
初期的發展確實神奇,也讓研究人員樂觀的認為人工智慧將會取代人類所有的工作。然而,計算能力與儲存空間雖然是電腦的優點, 但同時也是其發展上最大的限制。一些問題被發現可能是電腦處理的瓶頸,結果最後真的演變成發展的阻礙。
就計算能力來說,計算理論證實了有些問題的處理時間是指數相關的。意思就是:隨著問題大小增加,其處理時間是問題大小的指數成長,這也意謂著電腦無法在有效的時間內解決大型問題。例如:西洋棋和圍棋的棋盤大小是64及361,在不考慮規則的情況下,規模只增加6倍,其所要處理的情況卻是2的64次方及361次方的關係。
參考:遊戲複雜度
同樣的,人類的知識量比想像中的龐大,不只無法完全儲存在目前的電腦儲存空間中,其增長速度也是指數成長,遠大於電腦硬體所能容納的發展速度。
約1980年。
專家系統和類神經網路
根據莫拉維克悖論,人類處理問題的計算複雜度遠小於電腦所花費的複雜度,這也意謂著提高電計算能力及儲存空間違反人類智慧的形成原理。因此,開始有人研究計算量及儲存空間小的人工智慧模型,專家系統及類神經網路就是其中的例子。
專家系統將人類解決問題的方式程式化,依事實資料及專家知識庫作理性的決策。例如在醫學診斷專家系統中,可以依據病人的症狀進行醫檢分類,以做為初期的門診科別斷定。專家系統僅限於一個很小的知識領域,其簡單的設計又使它能夠較為容易地編程實現或修改。
類神經網路則是透過多個變數之間的關聯,來模擬神經元之間的連動關係。在這樣的設計下,可以使用極少的儲存空間及計算能量來達到預期的刺激與反應,非常符合所謂「智慧」的成長模式。
和過去的人工智慧發展一樣,初期的表現確實讓人充滿期待,但最後都走向無法擴展成高階應用的瓶頸。
約1990年。
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Decision_tree_model.png
智慧代理
幾次的挫敗後,「人工智慧」的研究主題開始相關的子系統去取代,像是:信息學,知識系統,認知系統或計算智能。除了研究目的更為精確外,也能避免提到「人工智慧」讓人覺得遙不可及。
發展出來的部份技術已能成功的在各產業中應用,像是:數據挖掘,工業機器人,物流,語音識別,銀行業軟體,醫療診斷和Google搜尋引擎等。
一些研究慢慢相信,人工智慧不是發展推理的過程,而必須是技術整合的結果。這樣的觀念發展出智慧代理,也就是一個能感知周圍環境,然後採取人類期待反應的系統。
約2010年
大數據及深度學習
2007年左右,類神經網路在擴大網路規模和調整訓練方式後,能得到有效的學習模型,稱為深度學習。深度學習需要較大量的學習資料與大量的機器計算,透過網際網路通常能得到大量資料,而圖形處理器(Graphics Processing Unit, GPU)的發展則能提供大量計算。在資源充足的情況下,使得深度學習在部份領域有良好的表現,像是:電腦視覺、語音辨識、自然語言處理、音訊辨識與生物資訊學等領域。
AlphaGO
2014 開始研發,半監督式學習
2015.10 對二級棋士樊麾5:0
2016.3 對九級棋士李世石4:1
2017.1 對網路棋士60:0
2017.5 對世界第一棋士柯潔5:0