人工智能—给交通带来什么
来源:本文刊载 /《桥隧产业》杂志 | 作者:庞松 | 发布时间: 2020-04-06 | 2442 次浏览 | 分享到:
人工智能又称机器智能,是指机器具备人类才具有的智能。人工智能的目标是模拟、延伸和扩展人类智能,探寻智能本质,发展人类智能机器。人工智能可以用类似于生物或人类智能的原理实现,也可能迥异,其单项功能的性能往往远超人类。





关于人工智能和交通运输,涉及五个方面——



第一,什么是人工智能;

第二,人工智能技术原理;

第三,人工智能典型应用;

第四,人工智能交通的应用;

第五,人工智能的未来。


什么是人工智能


人工智能的概念及特点


人工智能又称机器智能,是指机器具备人类才具有的智能。人工智能的目标是模拟、延伸和扩展人类智能,探寻智能本质,发展人类智能机器。人工智能可以用类似于生物或人类智能的原理实现,也可能迥异,其单项功能的性能往往远超人类。


机器能不能替代人?著名的英国数学家图灵提出,假如我们向机器和人提同样的问题,结果有30%判断不出是机器还是人回答的,那么这个机器便具备了人的智能。


人具有感知能力、记忆与思维能力、学习能力、行为能力(表达能力)。所有的奥秘全隐藏在人类的大脑之中。人脑大约有860亿个神经元,每个神经元又有约1000个突触,即每个神经元都可以和其他100万亿个神经元相连,这就提供了非常巨大的存储容量和并行度。例如,人可以非常迅速地识别出一幅十分复杂的图像。


大脑具有低能耗的特性。Alpha Go下围棋下赢了人类,但是它的耗电量是20万瓦,人类只有20瓦。人类通过饮食的热量算出血糖,由血糖测出大脑血糖的消耗量,也就是说,大脑占了人体的2%,但是耗能却占了人的20%。另外,大脑的记忆和存储能力和机器不一样。大脑在进行回忆时,不仅不需要先找到存储地址,再调出所存内容,而且还可以由一部分内容恢复全部内容。机器需要运算,先输入然后再储存,储存完了再由控制器计算,这是复杂的系统。


人类大脑的各个部分是协同工作、相互影响的,并没有哪一部分神经元能对智能活动的整个过程负有特别重要的责任。可见,在大脑中,不仅知识的存储是分散的,而且其控制和决策也是分散的。因此,大脑是一种分布式系统,可以“一脑多用”,然而机器只能专注地干完一件事,再干另一件事。


人工智能的发展历程


过去,我们想通过符号、运算规则、推理来得出预测。到了知识工程阶段,主要是通过专家系统不断的收集、采集这些信息。到了神经网络阶段,就是新一代的人工智能。


新的人工智能有五个特征:


1.大数据与硬件技术推动深度学习等人工智能技术发展。


2.文本、图像、语音等信息实现跨界融合。


3.基于网络的群体智能技术开始萌芽。


4.从研究机器人转向更加广阔的智能自主操控系统。包括自动驾驶、自动飞行、自动航海,还有自动机器人的工厂,这些都是由自控设备来控制。


5.人机协同正在催生新型混合型增强智能。我们可以把大脑连接起来,把它的信息通过传感器来连接,有些系统我们不知道它里面是怎么运作的,但是我们知道给它一个信息就会产生一个行为,通过这种方式实行了人机协同。现在已经进行了人类的实验,为残疾人造福。


人工智能技术原理


计算的分类


计算分成三类,一类是基于机理的计算,一类是基于数据的计算。所谓机理的计算,就是我们能够发现一个公式或者一个模型,能够预测未来所有的事情。基于数据的理论计算,它是只关注预测,不求机理,以更好地处理数据为目标,工作重心放在收集数据,并提取特征上。


另外,还有一种混合计算。对于一些复杂性问题,某些指标或特征无法直接测量,同时采用单一机理或数学模型无法很好地从整体上描述形成过程。此时,可采用一种基于机理与数据混合驱动的联合建模方法,共同描述拟合复杂问题。



图1 人工智能系统的技术架构



传统机器学习与深度学习


人工智能经历了从“推理”为重点到以“知识”为重点,再到以“学习”为重点的浅层学习阶段。而目前,人工智能在算法、算力和大数据的驱动下,进入了以信息技术驱动的深度学习发展阶段。


机器学习是人工智能的核心,机器学习分成无监督学习和监督学习,在神经网络又分成深度学习和强化学习。机器学习是获取数据和特征进行处理,然后再作判别。深度学习是按照大脑的神经网络分成几层,先输入,然后经过细胞传感神经元,通过传递感知输出行为信号。计算机也是这样,就像一个黑箱子,里面的算法可能是一个函数,这个函数有不同的变量和参数调整,一个变量对应一个生成量。如果用自动驾驶的方式了解,就像一辆汽车左边撞了,就会调整参数自动往右靠,右边靠多了就往左边调,经过不断调测,一个算法就诞生了。


深度学习可以判断、分析、反馈,可以通过自己找到信息来举一反三。




图2



人工智能技术分支


1. 自然语言处理

自然语言处理是对人们日常生活所使用的语言进行数字化处理;是通过语音文字等形式与计算机进行通信,实现“人机交互”。它是一门多学科交叉的技术。

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