人工智能入門系列(1):人工智能的基本概念和應(yīng)用場景

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未來一段時(shí)間本人將不定期的以系列文章形式,分享本人在學(xué)習(xí)人工智能過程中的一些收獲。本文將介紹人工智能相關(guān)的一些基本概念、典型應(yīng)用場景、一級人工智能相關(guān)的一些重要術(shù)語。

1. 智能代理(Intelligent Agent)

AI程序被稱為智能代理,即:Intelligent Agent。

以下過程是只能代理典型的的工作過程:

工作過程如下:

  • Step1:智能代理通過感知器收集外部環(huán)境信息;
  • Step2:智能代理根據(jù)環(huán)境做出決策;
  • Step3:智能代理通過執(zhí)行期影響外部完井。

智能代理會(huì)不斷重復(fù)這一過程直到目標(biāo)達(dá)成,這一過程被稱之為“感知執(zhí)行循環(huán)”。

2. 智能代理及其幾個(gè)典型的應(yīng)用場景

2.1 股票/債券/期貨 交易

交易智能代理根據(jù)獲取的新聞資訊和其它環(huán)境數(shù)據(jù)做出交易決策,并執(zhí)行交易過程。這一細(xì)分領(lǐng)域就是量化交易研究的內(nèi)容。

2.2 實(shí)體機(jī)器人

實(shí)體機(jī)器人的智能代理與環(huán)境的交互過程與也相似。

不同的是,它獲知環(huán)境是通過攝像頭、麥克風(fēng)、觸覺傳感器等物理外設(shè)實(shí)現(xiàn),執(zhí)行決策也是輪子、機(jī)器臂、揚(yáng)聲器、腿等物理外設(shè)完成,因?yàn)閷?shí)體使用物理外設(shè)與周圍環(huán)境交互,所以與其它單純的人工智能應(yīng)用場景稍有區(qū)別。

2.3 電腦游戲

游戲代理有兩種:

一種用于與人類玩家實(shí)現(xiàn)對戰(zhàn),比如你玩棋牌游戲,那么對于智能代理而言,你就是環(huán)境,智能代理將以你的操作作為輸入,以戰(zhàn)勝你為目標(biāo)來做出決策并執(zhí)行決策。

另一種則充當(dāng)了游戲中的其它角色,智能代理的目的是讓游戲更加真實(shí),更富可玩性。

2.4 醫(yī)療診斷

醫(yī)療診斷的智能代理以病人的檢查結(jié)果——血壓、心率、體溫等等作為輸入推測病情

但推測的診斷結(jié)果將告知醫(yī)生,并由醫(yī)生來根據(jù)診斷結(jié)果給予病人恰當(dāng)?shù)闹委?/p>

這一場景中、病人和醫(yī)生同時(shí)作為外部環(huán)境,只能代理的輸入和輸出不同

2.5 搜索引擎

搜索引擎只能代理的輸入包括網(wǎng)頁和搜索用戶

搜索引擎只能代理一方面以網(wǎng)絡(luò)爬蟲抓取的網(wǎng)頁作為輸入存入數(shù)據(jù)庫,在用戶搜索時(shí)從數(shù)據(jù)庫中檢索匹配最合適的網(wǎng)頁返回給用戶。

綜上所述,人工智能可以簡單理解成——通過外部環(huán)境輸入做決策并影響外部環(huán)境的過程,如果你寫一個(gè)程序幫助計(jì)算機(jī)聰明的解決問題,它就是智能代理。

3. 外部環(huán)境特性相關(guān)的重要術(shù)語

3.1 完全可觀測性和部分可觀測性(Partially Observable)

如果智能代理任何時(shí)間點(diǎn)能夠獲取的環(huán)境信息足以讓它做出最優(yōu)決策,那么它就是【完全可觀測的】。舉例來說,撲克游戲,如果所有人把牌面都亮出,那么對于智能代理來說,環(huán)境就是【完全可觀測的】。

而多數(shù)情況下,智能代理智能獲知部分環(huán)境因素,決策需要依賴于自己之前積累的環(huán)境數(shù)據(jù)來做出決策,這種情況被稱為【部分可觀測的】。舉例來說,打牌時(shí),往往無法看到其他玩家的牌面,出牌需要根據(jù)記住大家已經(jīng)出了哪些拍,各自手里坑能還有哪些牌來做出決策,那么這種環(huán)境就是【部分可觀測的】

部分可觀測環(huán)境的智能代理通常需要內(nèi)部的記憶機(jī)制,記憶歷史環(huán)境數(shù)據(jù)來幫助決策。

3.2 確定性與隨機(jī)性(Deterministic vs Stochastic)

【確定性】是指下一步變化在可預(yù)測范圍內(nèi)。舉例來說,多數(shù)棋類游戲下子方在某一時(shí)刻雖然有多重選擇,但按照規(guī)則只在有限的選擇內(nèi)下子,其產(chǎn)生的效果是可預(yù)測的。這種選擇范圍有限的特性被稱之為【確定性】。

【隨機(jī)性】是指智能代理和外部環(huán)境下一步可能決定和狀態(tài)改變完全無法預(yù)測。舉例來說,撲克牌游戲是不確定的,你即無法知道每個(gè)對手手中有什么牌,也無法知道他可能出什么牌,所以撲克牌游戲是【隨機(jī)性】的。

3.3 離散性和連續(xù)性(Discrete vs Continuos)

【離散性】是指外部環(huán)境的變化實(shí)在有限個(gè)可預(yù)期的結(jié)果和情況中做出選擇,而非完全隨機(jī)。舉例來說,象棋或圍棋落子因?yàn)橹荒茉倨灞P上畫出的固定位置,所以是【離散的】。

【連續(xù)性】則指環(huán)境變化狀態(tài)不存在確定的點(diǎn)。舉例來說,投擲飛鏢的落點(diǎn)就是【連續(xù)性】的。

3.4 溫和性與對抗性(benigh vs Adverarial)

【溫和性】環(huán)境雖然變化莫測,但其目標(biāo)并不是阻止你完成某項(xiàng)任務(wù),這種環(huán)境是【溫和性】的。舉例來說,天氣情況雖然變化莫測,但是其變化的目的并非是針對你的,那么天氣就是【溫和性】環(huán)境。

【對抗性】環(huán)境的會(huì)始終阻礙你完成任務(wù),這種環(huán)境稱之為【對抗性】環(huán)境。舉例來說,智能代理與人類進(jìn)行棋牌對弈時(shí),外部環(huán)境(人類對手)的目標(biāo)是戰(zhàn)勝智能代理,那么人類對智能代理來說就是【對抗性】外部環(huán)境

可以通過以下三種只能代理面臨的環(huán)境因素做個(gè)對比

4. 機(jī)器學(xué)習(xí)與語言邏輯

機(jī)器翻譯最重要的過程是學(xué)習(xí)人類怎樣翻譯語言,程序通過閱讀大量翻譯內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)對語言的理解。

通過漢語VS日語來舉例,機(jī)器學(xué)習(xí)的遠(yuǎn)離很簡單,當(dāng)一個(gè)相同的詞語在幾個(gè)句子中出現(xiàn)時(shí),只要通過對比日語版本翻譯中同樣在每個(gè)句子中都出現(xiàn)的短語便可知道它的日語翻譯是什么,按照這種方式不難推測:

  1. “產(chǎn)品經(jīng)理”一詞的日語可翻譯為“マネージャー”
  2. “經(jīng)理”則一般翻譯為“社長”

機(jī)器學(xué)習(xí)在識別詞匯時(shí)可以不追求完全匹配,只要匹配達(dá)到一定比例便可認(rèn)為這是一種可能的翻譯方式。

 

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評論
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  1. 總結(jié)的很好,注意一下錯(cuò)別字:)

    回復(fù)
    1. ??

      來自北京 回復(fù)