深度学习起源与人工智能发展史:从MCP模型到现代高峰

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人工智能发展史(上)是一部概述人工智能发展历程的重要文献,尤其关注深度学习这一核心分支。该文章追溯到1943年,神经生理学家Warren McCulloch和数学家Walter Pitts在他们的里程碑式论文《ALogical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity》中提出了MCP模型,这是一个基于生物神经元工作原理的简化计算模型,它是人工神经网络的鼻祖,标志着人工神经网络时代的开启。 早期的人工智能尝试模仿生物神经元的工作机制,这种模仿体现在MCP模型中,它试图理解神经元如何通过轴突传递电信号,以及神经递质在信号传递中的作用。尽管单个神经元的行为看似简单,但它们在大脑中的大规模网络中展现出惊人的复杂性和计算能力,如同蚂蚁社会般能完成复杂任务。 随着研究的深入,1950年代至1960年代,人工智能的研究逐渐转向符号主义,这是一种更偏向逻辑推理的方法,试图构建基于规则的专家系统。然而,这种方法在处理非结构化数据和解决现实世界问题时遇到挑战。 20世纪80年代和90年代,人工智能经历了所谓的"AI冬天",研究资金减少,应用进展缓慢。然而,这期间神经网络并未被遗忘,科学家们在反向传播算法等优化技术上的突破为后来的深度学习复苏奠定了基础。 直到2006年,Hinton等人引入了深层神经网络(Deep Neural Networks,DNN),特别是深度置信网络(Deep Belief Networks,DBNs)和受限玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machines,RBMs),这标志着深度学习的复兴。这些模型能够处理大量的特征层次,解决了传统神经网络的局限性,使得机器学习在图像识别、语音识别等领域取得了显著进步。 2012年,Hinton领导的团队开发的AlexNet在ImageNet图像识别比赛中大获全胜,展示了深度学习在视觉领域的巨大潜力。随后,AlphaGo在围棋对战中战胜人类顶尖选手,展示了人工智能在复杂策略游戏中的突破。同时,特斯拉的自动驾驶系统也展示了深度学习在现实世界应用中的威力。 深度学习的崛起不仅是技术的飞跃,也是数据驱动、计算能力和计算效率提升的综合体现。今天,深度学习已成为AI的核心驱动力,推动着各行各业的智能化转型,包括自然语言处理、推荐系统、自动驾驶、医疗诊断等。随着技术的不断发展,人工智能的未来充满了无限可能,而了解其历史背景对于理解和应对未来的挑战至关重要。
2023-02-27 上传
⼈⼯智能发展历程 ⼀、⼈⼯智能的起源 ⼀、⼈⼯智能的起源 1.1 图灵测试 图灵测试 测试者与被测试者(⼀个⼈和⼀台机器)隔开的情况下,通过⼀些装置(如键盘)向被测试者随意提问。 多次测试(⼀般为5min之内),如果有超过30%的测试者不能确定被测试者是⼈还是机器,那么这台机器就通过了测试,并被认为具有⼈ 类智能。 1.2 达特茅斯会议 达特茅斯会议 1956年8⽉,在美国汉诺斯⼩镇宁静的达特茅斯学院中, 约翰·麦卡锡(John McCarthy) 马⽂·闵斯基(Marvin Minsky,⼈⼯智能与认知学专家) 克劳德·⾹农(Claude Shannon,信息论的创始⼈) 艾伦·纽厄尔(Allen Newell,计算机科学家) 赫伯特·西蒙(Herbert Simon,诺贝尔经济学奖得主)等科学家正聚在⼀起,讨论着⼀个完全不⾷⼈间烟⽕的主题: ⽤机器来模仿⼈类学习以及其他⽅⾯的智能。 会议⾜⾜开了两个⽉的时间,虽然⼤家没有达成普遍的共识,但是却为会议讨论的内容起了⼀个名字: ⼈⼯智能 因此,1956年也就成为了⼈⼯智能元年。 2 发展历程 发展历程 ⼈⼯智能充满未知的探索道路曲折起伏。如何描述⼈⼯智能⾃1956年以来60余年的发展历程,学术界可谓仁者见仁、智者见智。我们将⼈ ⼯智能的发展历程划分为以下6个阶段: 第⼀是起步发展期:1956年—20世纪60年代初。 ⼈⼯智能概念提出后,相继取得了⼀批令⼈瞩⽬的研究成果,如机器定理证明、跳棋程序等,掀起⼈⼯智能发展的第⼀个⾼潮。 第⼆是反思发展期:20世纪60年代—70年代初。 ⼈⼯智能发展初期的突破性进展⼤⼤提升了⼈们对⼈⼯智能的期望,⼈们开始尝试更具挑战性的任务,并提出了⼀些不切实际的研发⽬ 标。然⽽,接⼆连三的失败和预期⽬标的落空(例如,⽆法⽤机器证明两个连续函数之和还是连续函数、机器翻译闹出笑话等),使⼈ ⼯智能的发展⾛⼊低⾕。 第三是应⽤发展期:20世纪70年代初—80年代中。 20世纪70年代出现的专家系统模拟⼈类专家的知识和经验解决特定领域的问题,实现了⼈⼯智能从理论研究⾛向实际应⽤、从⼀般推 理策略探讨转向运⽤专门知识的重⼤突破。专家系统在医疗、化学、地质等领域取得成功,推动⼈⼯智能⾛⼊应⽤发展的新⾼潮。 第四是低迷发展期:20世纪80年代中—90年代中。 随着⼈⼯智能的应⽤规模不断扩⼤,专家系统存在的应⽤领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理⽅法单⼀、缺乏分布式功 能、难以与现有数据库兼容等问题逐渐暴露出来。 第五是稳步发展期:20世纪90年代中—2010年。 由于⽹络技术特别是互联⽹技术的发展,加速了⼈⼯智能的创新研究,促使⼈⼯智能技术进⼀步⾛向实⽤化。1997年国际商业机器公 司(简称IBM)深蓝超级计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,2008年IBM提出"智慧地球"的概念。以上都是这⼀时期的标 志性事件。 第六是蓬勃发展期:2011年⾄今。 随着⼤数据、云计算、互联⽹、物联⽹等信息技术的发展,泛在感知数据和图形处理器等计算平台推动以深度神经⽹络为代表的⼈⼯智 能技术飞速发展,⼤幅跨越了科学与应⽤之间的"技术鸿沟",诸如图像分类、语⾳识别、知识问答、⼈机对弈、⽆⼈驾驶等⼈⼯智能 技术实现了从"不能⽤、不好⽤"到"可以⽤"的技术突破,迎来爆发式增长的新⾼潮。