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[关键词]电气自动化控制;计算机技术;人工智能技术
[中图分类号]TM76;TP18[文献标识码]A[文章编号]1673-0194(2016)04-0082-01doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2016.04.057
电气自动化控制主要研究电气工程学,保证电气工程系统正常运行,能对收集到的信息进行及时地处理分析。计算机技术的应用能更快地对试验结果进行总结,实现机械自动化。这种人工智能技术将会使人工操作与控制发生脱离,实现人工智能与电气自动化的结合。电气自动化控制是对人工智能技术应用最为直接的结果,同时也是电气自动化发展的必然趋势。电气自动化控制过程中应用人工智能技术将会不断提升生产效率。
1人工智能技术含义
通过应用计算机技术实现对人类活动的模拟,并且能对相似人类活动发出指令,还能解决传统科学中复杂的问题,这是人工智能技术最为突出的特点。人工智能技术融合了数学、哲学、工程学等学科,在计算机技术引导下综合运用了现代科技。在一定程度上可以表现为人工智能技术是对人类大脑的一种全新的模拟,在大脑的控制下由机械完成一系列的复杂反应。这样能提升工作效率,保证人类在工作过程中的安全性。人工智能技术将会对信息进行采集,在问题的处理上比人类大脑具有更加明显的优势。复杂性脑力活动在人工智能技术的影响下,将会降低人工成本,推动生产力的发展。
2电气自动化控制中人工智能技术的应用
随着人工智能技术的设计思路不断地扩展,人工智能产品丰富起来。人工智能技术的应用使人们能更好地解决人类不能直接面对的问题。电气自动化控制过程中会受到多种因素的影响,人工智能技术的应用能对因素进行合理化推断,并且提升对产品的保护,能更加全面地规划电气自动化控制效果,使生产效率不断的得到提升。
2.1优化产品设计
传统电气产品在设计时主要依靠设计经验与试验手段,设计出的产品在一定程度上技术含量较低,并且工作较为繁琐,不能够保证大规模的生产活动的开展,设计需要较高的时间,影响工作效率地提升。新时期我国经济快速发展,对科技生产建设不断投入,人工智能技术得到全面提升,在电气产品设计的过程中应用人工智能技术实现了智能化生产。人工智能技术的应用将会提升人工生产效率,并且在制作上更加精良,实现了企业生产经营效率水平的提升,保证了产品的质量,还能为企业生产活动的进一步开展提供充足的发展动力。
2.2及时发现问题进行预防处理
电气自动化控制过程中会出现运行设备故障等问题,这种情况在电气自动化控制过程中较为常见。因此,完善人工智能化将会有助于电气自动化控制的顺利进行,并且会根据设备运行故障制定相应的预防措施,这在电气自动化控制过程中能发挥较大的功能优势。变压器在运行的过程中发生故障,可以采用传统的分离方式对气体进行分析,并且根据分析的结果判断变压器发生故障的原因。但是采用传统的分析方式会在检修的过程中造成严重的浪费,人力资源没有得到合理的应用,并且在检修上花费更多的时间,同时还不能保证检修的正确率。这样很容易出现误诊情况,将会进一步影响到电气自动化控制效果。人工智能技术与传统方法相比优势体现在维修预防等方面,并且人工智能技术将会自动匹配专家技术进行指导,将类似的故障进行对比,并且根据产生的问题进行分析指导,找到其他的解决方式。采用人工智能技术对故障问题进行分析,能提升工作效率、降低维修时间、节约大量的资源。
2.3简化控制流程,提升运行效率
电气产品在生产操作过程中相比较其他产品过程较为复杂,并且生产环节都需要进行严格地控制,对于操作水平要求较高。电气产品内部结构较为繁琐,细部特征较为明显,不容易进行整体性把握,对于工作人员的经验要求较高。因此,在生产过程中出现一点小小的错误都会直接造成巨大的经济损失,严重时将会直接导致生产停工。为了能保证电气自动化控制的有效运行,工作人员在面对问题时需要利用人工智能化技术对电气自动化控制过程进行简化处理,保证操作的有效性。人工智能化相比较传统方式能快速地收集资料并进行必要地分析整理,在第一时间发现控制过程中存在的问题找出解决方案。在整个控制过程中会降低检修时间、保证成本的有效运用,能够更好地控制电气自动化的运行。
3结语
计算机技术使人工智能技术得到了完善,同时电气自动化控制在人工智能技术的影响下实现了更新进步。目前,人工智能技术在各个领域都得到了应用,并且受到各行业的认可。电气自动化控制应用人工智能技术将会提升工作效率、保证产品质量。笔者通过对电气自动化控制中人工智能技术的应用进行分析,认为在计算机技术发展的前提下,人工智能技术与电气自动化控制相互促进完美结合。
参考文献
[1]马仲雄.浅谈电气自动化控制中的人工智能技术[J].电子技术与软件工程,2014(11).
[2]贾刚,张萌.浅谈电气自动化控制中的人工智能技术[J].中小企业管理与科技,2011(27).
[3]丁望松.浅谈电气自动化控制中的人工智能技术[J].电子制作,2015(11).
关键词:人工智能技术;教学方法;编程能力
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)16-3865-02
1 概述
2008年11月16日,中国科协成立50周年新闻会在北京召开。在新闻会上,“五个10”系列评选活动,即10位传播科技的优秀人物、10部公众喜爱的科普作品、10个公众关注的科技问题、10个影响中国的科技事件、10项引领未来的科学技术评选结果揭晓。10项引领未来的科学技术是:基因修饰技术;未来家庭机器人;新型电池;人工智能技术;超高速交通工具;干细胞技术;光电信息技术;可服用诊疗芯片;感冒疫苗;无线能量传输技术。
人工智能技术学科是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。指人类的各种脑力劳动或智能行为,诸如判断、推理、证明、判别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动,可以用某种智能化的机器来予以人工实现[1]。
通过《人工智能技术》课程的学习,使学生对人工智能技术的发展概况、基本原理和应用领域有深入了解、对主要技术及应用有一定掌握,并对现代人工智能技术发展的方向有所研究。通过人工智能技术课程的学习与研究,启发学生对人工智能技术的兴趣,培养知识创新和技术创新能力,并能将人工智能技术融入到今后所开发的计算机软件之中。
《人工智能技术》是一门众多学科交叉的新兴课程,其涵盖范围广,涉及知识点多,知识更新快,内容抽象,不容易理解,理论性强,而且需要较好的数学基础和较强的逻辑思维能力,这给该课程的讲授带来了一定困难。《人工智能技术》也是一门应用型学科,怎样将理论运用到实践中,使学生将学到的人工智能技术知识和思想运用到自己的实际课题,这也是该课程需要解决的问题之一。
因此,对《人工智能技术》课程教学来说,我们要了解课程的最新信息,把握课程的特点,帮助学生找到好的学习方法,使他们能充分发挥自己的创新思维能力,提高学习兴趣,该文给出了《人工智能技术》课程的教学与实践的探索。
2 教学与实践的探索
2.1 教材和实验教学内容的选取
1) 人工智能技术是整个计算机科学领域发展最快,知识更新最快,最前沿的学科之一。在教材选用方面,我们采用了蔡自兴教授等主编,由高等教育出版社出版的《人工智能基础》这本教材。蔡自兴教授的主要研究领域为人工智能、机器人学和智能控制等。这本教材是作者在美国国家工程院院士、普度大学教授傅京孙先生的指导和鼓励下编写,借鉴了国内外人工智能技术研究领域专家的最新研究成果和学术书籍的长处,该书比较全面地介绍了人工智能技术的基础知识与技术,材料新,易于理解,兼顾基础及应用[2]。
此外,我们还给学生自主学习提供多种类型的学习资料,其中包括参考书目,如:Russel S, Norvig P.等编著的《Artificial Intelligence: A Modern Approach》一书,人工智能技术国内外期刊,如电子学报,计算机学报,人工智能与模式识别,Artificial Intelligence,Journal of Artificial Intelligence Research,Engineering Applications of Artificial Intelligence和International Joint Conference on Artificial Intelligence,AAAI: American Association for AI National Conference等人工智能技术会议,使学生能够掌握人工智能技术的更多前沿动态,提高学习兴趣。
2) 配套的实验教学内容。《人工智能技术》是一门理论性和实践性都很强的课程,实践性教学环节对该课程尤为重要。除了完成课本上的作业之外,还注重实验教学,培养学生的创新能力、算法设计能力和编程能力。首先,每个章节设置相应的实验,而实验内容经过严格的考虑,如:五子棋游戏,产生式系统,旅行商问题,传教士和野人问题,BP神经网络实现简单的分类,遗传算法、人工生命程序等,要求学生运用所学章节的知识,独立地设计和实现实验内容。实验报告包括简述实验原理及方法,给出程序设计流程图,源程序清单,实验结果及分析等内容,通过这种方式,进一步加强学生的信息获取能力和研究能力。
2.2 教学方法和手段的改革
人工智能技术课程交叉性强,涉及面广,传统的教学方法手段单一,缺少交流,课堂气氛沉闷,激发不起学生的学习兴趣,教学效果不理想。人工智能技术这门课程内容抽象,如何激发学生的学习兴趣是本课程需要解决的主要问题,也是关系教学改革成败的关键。本课程需采用多种方法进行教学,以此来激发学生的学习兴趣。
1) 问题启发式教学。《人工智能技术》这门课程中有很多似是而非、引人入胜的问题,主要是用计算机模拟人类的智能来解决这种问题。在教学中,有目的的提出这些问题,鼓励学生思考,提出自己的想法和解决方案,并进行分析和比较,这样强化学生的主动学习意识,提高学习积极性[3]。
2) 个性化学习和因材施教。学生中存在计算机专业和非计算机专业本科毕业的差别,由于他们每个人的基础不同,有的计算机知识比较匮乏,因此有必要针对每个学生的学习进度,课堂作业和实验报告情况进行及时评估,对学生提出个性化的教学。例如:在实验教学中,要求有能力和兴趣的学生可以做探究性和创新性的附加实验,从而引导学生发挥个性的空间,而对稍微吃力的学生则要求完成基本的实验,更注重基础知识的学习和夯实,这样就能达到因材施教的目的。同时对不同层次的学生进行分析,进一步提出学习建议,并进行有针对性的指导。
3) 多媒体使用和多学科知识的融合。本课程PPT课件图文并茂,提纲挈领,便于学生理解。课堂讲授、板书与PPT手段相结合,注重课程中的关键词用英文表示,并适当指定英文参考书,使学生能够接触国外文献资料,加深对学习内容的理解,获得更宽广的知识。PPT课件运用了大量多媒体技术,如动画、声音、图像,通过动画和视频演示抽象的概念、算法和过程,使人工智能技术中抽象的知识形象化,在课件中融入了文学,历史等其他学科的相关知识,便于学生较好地理解知识难点和重点[4]。
4) 师生互动和课内外答疑。在教学中,改变了传统的老师讲,学生听的教学模式。针对人工智能技术的实用性,适当提问,收集学生学习情况,尽量使用实例进行讲解。设置了实验讲解互动课程,对于实验的讲解,学生可以提出疑问,然后在课堂上展开讨论,学生可以看到问题从提出、分析到解决的整个过程,让学生自己在讨论中总结结论。为了解决教学中存在的疑难问题,还设有课后答疑,使学生能将所有的问题都理解透彻。
5) 理论研究与实践结合。在教学内容的安排上,注重学生的理论研究和动手能力,适当布置一些课程相关的论文和实验编程。通过课程论文,可以培养学生钻研问题的兴趣; 通过查阅科技文献使学生掌握如何查找相关文献的技能,可以培养学生撰写科技论文的能力。通过实验实践,使学生可以更加清楚地了解人工智能技术基本概念和难点,也能了解算法的设计具体运行过程,并对其进行验证,提高了学生的编程能力和和学习兴趣。
6) 考试考核方式改革。本课程的考核考试也是一个值得探讨的问题,本课程应采用多种综合考试方法,注重学生对基础概念、知识和基本的技能的掌握以及理论联系实际的能力。平时作业考核成绩,实验实践教学成绩、提交课程论文成绩,以及最后的期末考试成绩形成一种有效的考试考核方法,促进学生主动学习,提高教学质量。实验的评价指标在于算法设计、编程的准确性和实验结果及分析。课程论文评价指是选题是否严谨科学和具可研究性,论文结构、思路是否严谨,论文内容科学性、正确性,能否提出自己的见解。考查查阅科技文献的能力主要通过是否查找到权威的、最新文献以及撰写是否规范。
2.3 学生学好《人工智能技术》课程的建议
《人工智能技术》是一门理论与实践相结合的应用课程,学生如何学习这么课程,也是我们应该探讨的问题。
学生应该正确看待《人工智能技术》这门科学的发展。人工智能技术孕育于20世纪30、40年代,形成于60、70年代,发展至今,人工智能技术只有短短60多年的历史,它是一门不断发展和完善的崭新学科,还有许多课题处于探索中,理论和技术还远未成熟,我们应该对它有科学的认识。
针对非计算机专业本科毕业的学生,除了课堂听讲之外,还应该课下自学该课程的先修课程,如:数据结构、离散数学等课程。人工智能技术中涉及到大量的数学知识,如:模式识别需要具有较好的概率论,数理统计知识,另外还会用到少量随机过程、模糊数学的一些知识。人工智能技术是一门应用课程,编程语言的掌握必不可少,涉及到SVM算法,粒子群算法,免疫算法神经网络,遗传算法等算法,实现这些算法要求学生具有较强的编程能力。
学生应该多读,多查阅资料,特别是国外的期刊文献和重要国际会议论文,多了解人工智能技术最前沿的信息,理论联系实际,加深对基本算法的理解,并将人工智能技术的知识运用到自己所研究的领域,以做到学以致用。
3 结论
人工智能技术在一定程度上代表着信息技术的前沿,该文对《人工智能技术》的课程教学进行了一些探讨,教学与实践效果有了显著提高,但仍然有许多方面还需要我们继续探讨和改进。
参考文献:
[1] 蔡自兴,徐光佑.人工智能技术及其应用[M].北京: 清华大学出版社,2003.
[2] 蔡自兴,肖晓明,蒙祖强,等.树立精品意识搞好人工智能技术课程建设[J].中国大学教学,2004(1):28-29.
摘要
人工智能时代,网络空间安全威胁全面泛化,如何利用人工智能思想和技术应对各类安全威胁,是国内外产业界共同努力的方向。本报告从风险演进和技术逻辑的角度,将网络空间安全分为网络系统安全、网络内容安全和物理网络系统安全三大领域;在此基础上,本报告借鉴 Gartner 公司的 ASA 自适应安全架构模型,从预测、防御、检测、响应四个维度,提出人工智能技术在网络空间安全领域的具体应用模式。与此同时,本报告结合国内外企业最佳实践,详细阐释人工智能赋能网络空间安全(AI+安全)的最新进展。最后,本报告提出,人工智能安全将成为人工智能产业发展最大蓝海,人工智能的本体安全决定安全应用的发展进程,「人工+「智能将长期主导安全实践,人工智能技术路线丰富将改善安全困境,网络空间安全将驱动人工智能国际合作。
目 录
第一章 人工智能技术的发展沿革
(一) 人工智能技术的关键阶段
(二) 人工智能技术的驱动因素
(三) 人工智能技术的典型代表
(四) 人工智能技术的广泛应用
第二章 网络空间安全的内涵与态势
(一) 网络空间安全的内涵
(二) 人工智能时代网络空间安全发展态势
1、网络空间安全威胁趋向智能2、网络空间安全边界开放扩张3、网络空间安全人力面临不足4、网络空间安全防御趋向主动
第三章 人工智能在网络空间安全领域的应用模式
(一) AI+安全的应用优势
(二) AI+安全的产业格局
(三) AI+安全的实现模式
1、人工智能应用于网络系统安全2、人工智能应用于网络内容安全3、人工智能应用于物理网络系统安全
第四章 人工智能在网络空间安全领域的应用案例
网络系统安全篇
(一)病毒及恶意代码检测与防御
(二)网络入侵检测与防御
第三章 人工智能在网络空间安全领域的应用模式
人工智能技术日趋成熟,人工智能在网络空间安全领域的应用(简称 AI+安全)不仅能够全面提高网络空间各类威胁的响应和应对速度,而且能够全面提高风险防范的预见性和准确性。因此,人工智能技术已经被全面应用于网络空间安全领域,在应对智能时代人类各类安全难题中发挥着巨大潜力。
(一)AI+安全的应用优势
人们应对和解决安全威胁,从感知和意识到不安全的状态开始,通过经验知识加以分析,针对威胁形态做出决策,选择最优的行动脱离不安全状态。类人的人工智能,正是令机器学会从认识物理世界到自主决策的过程,其内在逻辑是通过数据输入理解世界,或通过传感器感知环境,然后运用模式识别实现数据的分类、聚类、回归等分析,并据此做出最优的决策推荐。
当人工智能运用到安全领域,机器自动化和机器学习技术能有效且高效地帮助人类预测、感知和识别安全风险,快速检测定位危险来源,分析安全问题产生的原因和危害方式,综合智慧大脑的知识库判断并选择最优策略,采取缓解措施或抵抗威胁,甚至提供进一步缓解和修复的建议。这个过程不仅将人们从繁重、耗时、复杂的任务中解放出来,且面对不断变化的风险环境、异常的攻击威胁形态比人更快、更准确,综合分析的灵活性和效率也更高。
因此,人工智能的「思考和行动逻辑与安全防护的逻辑从本质上是自洽的,网络空间安全天然是人工智能技术大显身手的领域。
(1)基于大数据分析的高效威胁识别:大数据为机器学习和深度学习算法提供源源动能,使人工智能保持良好的自我学习能力,升级的安全分析引擎,具有动态适应各种不确定环境的能力,有助于更好地针对大量模糊、非线性、异构数据做出因地制宜的聚合、分类、序列化等分析处理,甚至实现了对行为及动因的分析,大幅提升检测、识别已知和未知网络空间安全威胁的效率,升级精准度和自动化程度。
(2)基于深度学习的精准关联分析:人工智能的深度学习算法在发掘海量数据中的复杂关联方面表现突出,擅长综合定量分析相关安全性,有助于全面感知内外部安全威胁。人工智能技术对各种网络安全要素和百千级维度的安全风险数据进行归并融合、关联分析,再经过深度学习的综合理解、评估后对安全威胁的发展趋势做出预测,还能够自主设立安全基线达到精细度量网络安全性的效果,从而构建立体、动态、精准和自适应的网络安全威胁态势感知体系。
(3)基于自主优化的快速应急响应:人工智能展现出强大的学习、思考和进化能力,能够从容应对未知、变化、激增的攻击行为,并结合当前威胁情报和现有安全策略形成适应性极高的安全智慧,主动快速选择调整安全防护策略,并付诸实施,最终帮助构建全面感知、适应协同、智能防护、优化演进的主动安全防御体系。
(4)基于进化赋能的良善广域治理:随着网络空间内涵外延的不断扩展,人类面临的安全威胁无论从数量、来源、形态、程度和修复性上都在超出原本行之有效的分工和应对能力,有可能处于失控边缘,人工智能对人的最高智慧的极限探索,也将拓展网络治理的理念和方式,实现安全治理的突破性创新。人工智能不仅能解决当下的安全难题,而通过在安全场景的深化应用和检验,发现人工智能的缺陷和不足,为下一阶段的人工智能发展和应用奠定基础,指明方向,推动人工智能技术的持续变革及其更广域的赋能。
(二)AI+安全的产业格局
人工智能以其独特的优势正在各类安全场景中形成多种多样的解决方案。从可观察的市场指标来看,近几年来人工智能安全市场迅速成长, 公司在 2018 年的研究表明,在网络安全中人工智能应用场景增多,同时地域覆盖范围扩大,将进一步扩大技术在安全领域的应用,因此人工智能技术在安全市场内将快速发展,预计到 2024 年,可用在安全中的人工智能技术市场规模将超过 350 亿美元,在 2017-2024 年之间年复合增长率(CAGR)可达 31%。
MarketsandMarkets 公司在 2018 年 1 月的《安全市场中人工智能》报告则认为,2016 年 AI 安全市场规模就已达 29.9 亿美元、2017 年更是达到 39.2 亿美元,预测在 2025 年将达到 348.1 亿美元,年复合增长率为 31.38%。而爱尔兰的 Research and Markets 公司在 2018 年 4 月份了专门的市场研究报告,认为到 2023 年人工智能在安全领域应用的市场规模将达 182 亿美元,年复合增长率为 34.5%。由于机器学习对付网络犯罪较为有效,因此机器学习作为单一技术将占领最大的一块市场,到 2023 年其市场规模预计可达 60 亿美元。
除了传统安全公司致力于人工智能安全,大型互联网企业也在积极开展人工智能安全实践,如 Google、Facebook、Amazon、腾讯、阿里巴巴等均在围绕自身业务积极布局人工智能安全应用。
(三)AI+安全的实现模式
人工智能是以计算机科学为基础的综合交叉学科,涉及技术领域众多、应用范畴广泛,其知识、技术体系实际与整个科学体系的演化和发展密切相关。因此,如何根据各类场景安全需求的变化,进行 AI 技术的系统化配置尤为关键。
本报告采用 Gartner 公司 2014 年提出的自适应安全架构(ASA,Adaptive SecurityArchitecture)来分析安全场景中人工智能技术的应用需求,此架构重在持续监控和行为分析,统合安全中预测、防御、检测、响应四层面,直观的采用四象限图来进行安全建模。其中「预测指检测安全威胁行动的能力;「防御表示现有预防攻击的产品和流程;「检测用以发现、监测、确认及遏制攻击行为的手段;「响应用来描述调查、修复问题的能力。
本报告将 AI+安全的实现模式按照阶段进行分类和总结,识别各领域的外在和潜在的安全需求,采用 ASA 分析应用场景的安全需求及技术要求,结合算法和模型的多维度分析, 寻找 AI+安全实现模式与适应条件,揭示技术如何响应和满足安全需求,促进业务系统实现持续的自我进化、自我调整,最终动态适应网络空间不断变化的各类安全威胁。
1、人工智能应用于网络系统安全
人工智能技术较早应用于网络系统安全领域,从机器学习、专家系统以及过程自动化等到如今的深度学习,越来越多的人工智能技术被证实能有效增强网络系统安全防御:
机器学习 (ML, Machine Learning):在安全中使用机器学习技术可增强系统的预测能力,动态防御攻击,提升安全事件响应能力。专家系统(ES, Expert System):可用于安全事件发生时为人提供决策辅助或部分自主决策。过程自动化 (AT, Automation ):在安全领域中应用较为普遍,代替或协助人类进行检测或修复,尤其是安全事件的审计、取证,有不可替代的作用。深度学习(DL, Deep Learning):在安全领域中应用非常广泛,如探测与防御、威胁情报感知,结合其他技术的发展取得极高的成就。
如图 3 所示,通过分析人工智能技术应用于网络系统安全,在四个层面均可有效提升安全效能:
预测:基于无监督学习、可持续训练的机器学习技术,可以提前研判网络威胁,用专家系统、机器学习和过程自动化技术来进行风险评估并建立安全基线,可以让系统固若金汤。
防御:发现系统潜在风险或漏洞后,可采用过程自动化技术进行加固。安全事件发生时,机器学习还能通过模拟来诱导攻击者,保护更有价值的数字资产,避免系统遭受攻击。
检测:组合机器学习、专家系统等工具连续监控流量,可以识别攻击模式,实现实时、无人参与的网络分析,洞察系统的安全态势,动态灵活调整系统安全策略,让系统适应不断变化的安全环境。
响应:系统可及时将威胁分析和分类,实现自动或有人介入响应,为后续恢复正常并审计事件提供帮助和指引。
因此人工智能技术应用于网络系统安全,正在改变当前安全态势,可让系统弹性应对日益细化的网络攻击。在安全领域使用人工智能技术也会带来一些新问题,不仅有人工智能技术用于网络攻击等伴生问题,还有如隐私保护等道德伦理问题,因此还需要多种措施保证其合理应用。总而言之,利用机器的智慧和力量来支持和保障网络系统安全行之有效。
2、人工智能应用于网络内容安全
人工智能技术可被应用于网络内容安全领域,参与网络文本内容检测与分类、视频和图片内容识别、语音内容检测等事务,切实高效地协助人类进行内容分类和管理。面对包括视频、图片、文字等实时海量的信息内容,人工方式开展网络内容治理已经捉襟见肘,人工智能技术在网络内容治理层面已然不可替代。
在网络内容安全领域所应用的人工智能技术如下:
自然语言处理(NLP, Natural Language Processing):可用于理解文字、语音等人类创造的内容,在内容安全领域不可或缺。图像处理(IP, Image Processing):对图像进行分析,进行内容的识别和分类,在内容安全中常用于不良信息处理。视频分析技术 (VA, Video Analysis):对目标行为的视频进行分析,识别出视频中活动的目标及相应的内涵,用于不良信息识别。
如图 4 所示,通过分析人工智能技术应用于网络内容安全,在四个层面均可有效提升安全效能:
预防阶段:内容安全最重要的是合规性,由于各领域的监管法律/政策的侧重点不同而有所区别且动态变化。在预防阶段,可使用深度学习和自然语言处理进行相关法律法规条文的理解和解读,并设定内容安全基线,再由深度学习工具进行场景预测和风险评估,并及时将结果向网络内容管理人员报告。
防御阶段:应用深度学习等工具可完善系统,防范潜在安全事件的发生。
检测阶段:自然语言、图像、视频分析等智能工具能快速识别内容,动态比对安全基线,及时将分析结果交付给人类伙伴进行后续处置,除此之外,基于内容分析的情感人工智能也已逐步应用于舆情预警,取得不俗成果。
响应阶段:在后续调查或留存审计资料阶段,过程自动化同样不可或缺。
3、人工智能应用于物理网络系统安全
随着物联网、工业互联网、5G 等技术的成熟,网络空间发生深刻变化,人、物、物理空间通过各类系统实现无缝连接,由于涉及的领域众多同时接入的设备数量巨大,传感器网络所产生的数据可能是高频低密度数据,人工已经难以应对,采用人工智能势在必行。但由于应用场景极为复杂多样,可供应用的人工智能技术将更加广泛,并会驱动人工智能技术自身新发展。
情绪识别(ER, Emotion Recognition):不仅可用图像处理或音频数据获得人类的情绪状态,还可以通过文本分析、心率、脑电波等方式感知人类的情绪状态,在物理网络中将应用较为普遍,通过识别人类的情绪状态从而可与周边环境的互动更为安全。AI 建模(DT, Digital Twin/AI Modeling):通过软件来沟通物理系统与数字世界。生物特征识别 (BO, Biometrics):可通过获取和分析人体的生理和行为特征来实现人类唯一身份的智能和自动鉴别,包括人脸识别、虹膜识别、指纹识别、掌纹识别等技术。虚拟 (VA, Virtual Agents):这类具有人类行为和思考特征的智能程序,协助人类识别安全风险因素,让人类在物理网络世界中更安全。
关键词:计算机网络技术;人工智能;应用
人工智能作为新型的科学产业,其被广泛应用在社会生活的方方面面,对社会生活产生了极大的影响。目前,计算机网络技术的普及与应用,极大改变了人们的生产生活方式,为人们的工作、学习和生活提供了便利,但是在实际应用过程中,不可避免产生一些安全问题,影响生活的正常进行[1]。基于这种情况,将人工智能应用在计算机网络技术中,能够有效解决这些问题,丰富人们的生活,提高工作的质量和效率,为人们提供优质高效服务,实现社会的健康稳定发展。
1人工智能概述
(1)含义:人工智能涉及较广的学科,如语言学、生理学、心理学和计算机科学等,其主要目的是使机械具备人工智能的功能,从而代替人来进行危险和复杂的工作,有效保证工作人员的生命安全,促进工作效率的提升。对于人工智能而言,其能够将自然智能和人类智能加以区别,并利用系统设备模拟人类活动,有效完成操作人员的指令,能够指导计算机科学技术的发展,因此计算机可将其作为核心技术,从而将问题求解和数值计算转变化知识处理。
(2)特点:人工智能主要是以网络技术为甚础加以发展,能够有效保证网络系统运行环境的安全性和稳定性。一般而言,人工智能的特点主要表现在以下几个方面:一是对不确定的信息加以处理。利用网络分析模糊处理方式来打破固定程序的限制,对人类的智能活动加以模拟,有效处理不确定的信息,并对系统资源的全局或局部情况加以实时追踪和了解,为用户提供所需信息。二是便于网络智能化管理。将人工智能应用在网络管理工作中,能够给提高信息处理的效率和准确性,并利用其记忆功能来建立健全的信息库,便于信息的存储。同时将信息库作为信息总结、解释和综合的有效平台,保证高级信息的科学性和正确性,有效提高网络管理的水平[2]。三是写作能力强。人工智能能够对资源进行优化整合,传输和共享各个用户之间的资源,有机整合写作方式与网络管理,提高网络管理工作的效益与效率。
2计算机网络技术中人工智能的应用
2.1必要性
随着计算机技术和网络技术的快速发展,网络信息安全问题越来越突出,人们越来越关注网络系统管理中的网络控制和网络监控功能,以便及时处理信息,保证网络信息的安全性。在早期阶段应用计算机网络技术来分析数据时,往往难以保证数据的规则性和连续性,影响数据的真实性与有效性,因此将人工智能应用在计算机网络技术中,具有十分重要的意义。目前,随着计算机的广泛应用,用户对网络安全管理提出了更高的要求,以便保证网络信息的安全性。由于网络犯罪现象逐渐增多,要想保证网络信息的安全,必须要强化计算机的反应力和观察力,合理应用人工智能技术,建立优化与智能化的管理系统。这样能够对网络故障进行及时诊断,自动收集信息,便于采用有效措施来解决网站故障问题,及时遏制网络犯罪活动,保证信息的安全,促进网络系统的稳定运行[3]。人工智能技术能够有效推动计算机技术的发展,而计算机技术的发展又对人工智能的运用具有决定性作用。人工智能技术能够对不确定的信息进行技术处理,动态追中信息,为用户提供安全可靠的信息,促进网络管理工作质量和效率的提高。总体而言,将人工智能应用在计算机网络管理中,能够促进网络管理水平的提升。
2.2具体应用
将人工智能应用在计算机网络技术中,其具体表现在以下几个方面:一是系统评价和网络管理中的应用;二是人工智能Agent技术的应用;三是网络安全管理中的应用。
(1)系统评价和网络管理。对于计算机网络管理而言,其要想实现智能化发展,必须要以人工智能技术和电信技术的发展为基础。人工智能不仅能够在网络的安全管理中发挥重要作用,还能够利用其问题求解技术和专家知识库来建立综合管理系统,确保网络的综合管理。由于网络具有一定的瞬变性和动态性,这在一定程度上增加了网络管理工作的难度,需要实现网络的智能化管理。而专家系统作为人工智能技术中的重要内容,其主要是总结某一领域中专家的经验和知识,并将其录入相关的信息系统中,从而有效处理该领域内的相关问题。对于计算机网络的系统评价和网络管理而言,能够利用网络管理中的专家系统来开展评价和管理工作,促进网络管理水平的提升。
(2)人工智能Agent技术。人工智能Agent技术又称之为人工智能技术,其作为一种软件实体,主要是由各Agent间的通讯部分、解释推理器、数据库和知识域库构成,以每个Agent的知识域库为依据,对新信息数据进行处理和沟通,有效完成相关的任务。一般而言,人工智能Agent技术能够在用户自定义的基础上自动搜索信息,并将其传输至指定位置,为用户提供智能化和人性化的服务[4]。例如用户在利用计算机对信息进行查找时,人工智能Agent技术可分析和处理信息,并向用户传递有效的信息,从而促进用户查找时间的节省。此外,人工智能Agent技术在人们日常生活中得到了广泛的应用,如邮件的收发、会议的安排、日程的安排以及网上购物等,能够为人们提供优质服务。同时,该技术具有一定的学习性和自主性,能够使计算机对用户分配的任务进行自动完成,促进计算机技术和网络技术的有序发展。
(3)网络安全管理。人工智能在网络安全管理中的应用,其主要可从三个方面加以分析。首先是入侵检测方面。对于计算机网络安全管理而言,入侵检测不仅是其重要内容,也是防火墙技术的核心部分,能够有效保证网络的安全性和可靠性。入侵监测功能在计算机网络监控中的有效发挥,能够保证系统资源的可用性、完整性、保密性和安全性。入侵检测技术主要是分类处理和综合分析网络数据,对可疑数据加以过滤,将检测的最终报告及时反馈给用户,从而保证当前数据的安全性[5]。入侵检测能够实时监测网络的运行状态,不影响网络性能,为操作失误、外部与内部攻击提供保护。目前,在人工神经网络系统、模糊识别系统和专家系统等入侵检测中开始广泛应用人工智能。其次是智能防火墙方面。相较于其他的防御系统而言,智能防火墙系统与其存在明显的差异性,其能够利用智能化的识别技术来分析、识别与处理数据,如决策、概率、统计和记忆等方式,从而降低计算量,及时拦截和限制无效与有害信息的访问,保证数据信息的安全。同时,智能防火墙的应用能够避免病毒攻击和黑客攻击,阻止病毒的恶意传播,有效管理和监控内部的局域网,从而保证网络系统的可靠运行[6]。此外,对于智能防火墙系统而言,其安检效率比传统防御软件要高,能够对拒绝服务共计问题加以有效解决,避免高级应用入侵系统,保证网络安全管理的有效性。最后是智能反垃圾邮件方面。智能反垃圾邮件系统主要是利用人工智能技术对用户邮箱加以有效监测,自动扫描和识别垃圾邮件,保证用户信息的安全。当邮件进入到邮箱后,该系统能够为用户发送相关垃圾邮箱的分类信息,便于用户及时处理垃圾邮件,保证邮箱系统的安全。
3结语
随着人工智能技术的不断更新与发展,人们对计算机网络技术的需求量也随之增加,促使人工智能技术进一步朝着纵深方向发展。人工智能在计算机网络技术中的应用,主要表现在系统评价和网络管理、人工智能Agent技术、入侵检测、智能防火墙和智能反垃圾邮件等方面,能够有效提高信息数据的安全性,保证网络系统的安全稳定运行。同时人工智能技术的应用能够为人们提供智能化和人性化服务,提高工作效率,促进网络管理水平的提升,实现计算机网络行业的可持续发展。
参考文献:
[1]熊英.人工智能及其在计算机网络技术中的应用[J].技术与市场,2011,02:20
[2]吴振宇.试析人工智能在计算机网络技术中的运用问题[J].网络安全技术与应用,2015,01:70+74
[3]邱建平.计算机网络技术对人工智能的应用[J].电子制作,2015,14:25
[4]贾国福,贺树猛.人工智能及其在计算机网络技术中的应用[J].数字技术与应用,2015,07:100
[5]马义华.人工智能在计算机网络技术中的运用分析——评《计算机网络技术及应用研究》[J].当代教育科学,2015,20:77
在我国的科技发展领域,人工智能的出现带来了新的发展前景和发展动力。伴随着科技大发展的信息化时代的到来,现在涉及到人们生产生活的各个领域都开始实现了人工智能技术的研究和尝试性应用,通过实践应用表明,人工智能确实发挥了巨大的技术推动作用。本文从人工智能的概念入手,详细阐述了人工智能在计算机网络技术中的运用和未来发展方向,最后对人工智能的科技发展措施进行了完整总结。
【关键词】
人工智能;计算机网络技术;运用
引言
到目前为止,我国的很多领域都已经开始了人工智能技术的应用,人工智能的技术应用大大方便了我们的生活,同时,也实现了生产和服务领域的革新和进步,对我国整体的科技进步和发展发挥了重要作用。
1人工智能简介
1.1概念
人工智能是在近些年逐步兴起和开始被大家熟知的技术名词,人工智能主要应用在人工模拟操控以及实现人的智能性扩展和延伸,人工智能综合了相关领域的智能性技术、智能操作方法以及智能技术应用,属于一门综合性较强的技术类应用科学。属于一门独立的新型技术学科。人工智能主要的应用载体为计算机,通过技术研究尝试实现计算机实体发挥出人的智能,实现对人的智能性模拟应用,智能性延伸和扩展。从根本上来讲就是寻求高应用技能的计算机,通过科学的设计和新型的建造方式实现计算机应用系统的高智能水平发挥。人工智能的概念是以人类智能为参考的,主要的应用方法是利用人工技术,通过人类智能行为的计算机开发和引入,综合性研究的科学载体。近些年来,伴随着计算机软硬件的技术更新发展速度不断加快,计算机的实际应用速度和效率不断提高、实际的资源存储能力不断提高,同时,实际的网络技术普及促使电子类产品价格不断下降,许多人工无法短时间内快速完成的任务通过计算机已经可以轻松搞定,人工智能也由此拥有了更多的现实应用能力和基础。目前,我国的人工智能研究主要集中在三个重要领域,其中包括了智能化的接口设计、智能化的数据搜索以及智能化的主体系统研究[1]。
1.2接口技术研究
为了实现更加便捷自然的人工智能交流技术应用,智能接口技术的研究在近些年来越来越受到关注。数据的提炼和有效信息的挖掘技术需要从大量模糊和随机的数据中进行有效信息提取,从而实现对潜在和隐含信息中有价值数据的搜索和提炼的过程。所以,这一过程就需要搜索的主体具有一定的意念、选择性能力以及辨识方法,属于一个智能化的概念主体。同时具有明显的自主性特征。通过对人类大脑智能化识别以及模糊数据处理功能模仿,实现智能化计算机的应用。未来,人工智能将会在人工神经网络中进一步应用和普及,成为未来可具发展潜力的全新领域。在人工智能技术应用过程中,包含了语言信息自动处理、定理化的自动证明以及智能化信息检索和问题解答等等。所以,人工智能应用中人机关系的变化将会进一步对人们生活方式以及生产模式产生重要影响,成为整体信息技术发展的新方向和新课题。在新的发展阶段,人工智能也将拥有新的应用领域需要出现[2]。
2人工智能在网络技术中的应用
在网络安全领域,人工智能技术应用也逐步广泛发展起来。互联网信息时代人们的交流和联系日益密切起来。人们的生产生活也因此大为便捷。但是,信息交流沟通的便利性加大的同时也必然引起网络信息的安全系数降低,网络安全隐患多种多样。所以,人工智能技术的网络安全维护应用将成为重要的突破口,大大提高网络安全系数,同时实现网络安全性能的提高,对用户的信息安全进行充分保护。人工智能最突出的特点就是对于不确定性信息以及不可知性信息的理解以及整合能力较高,这些都是可利用在网络安全维护中的重要技术优势。能够很好的对入网访问者进行智能识别,提高信息的安全和稳定性[3]。同时,人工智能技术还可以很好的应用到计算机网络信息服务领域中,一般被称为智能信息处理技术,通过这一技术的融合可以有效提高人工智能的个性化任务设置,丰富实用方式,提高综合服务水平。在软件方面,各类新型开发工具都在不断应用,人工智能的领域化拓展速度不断加快,在硬件方面,技术革新带来了性能的不断提高,同时价格也在不断降低。
3结论
综上所述,我国的人工智能科学技术在很多领域的应用已经得到了很大的突破,科学技术与计算机网络都是在人工智能发展过程中得到自身应用拓展的重要组成。通过以人工智能计算机网络应用模式的分析和研究,进一步为人工智能的未来发展提供理论研究和参考价值。
作者:谷世红 毕然 单位:石家庄信息工程职业学院
参考文献
[1]熊英.人工智能及其在计算机网络技术中的应用[J].技术与市场,2011,02:20.
关键词:继电保护;人工智能技术;应用;解析
中图分类号: TM58 文献标识码: A 文章编号:
人工智能技术是通过模拟人类分析问题的思维模式,采用智能手段处理问题的技术。这种技术在实际应用中,能够有助于人们处理一些较为复杂的、并且难以通过数学模型进行求解的问题,提高问题的处理效率。在电力系统中,采用人工智能技术对系统中存在的故障进行检测和处理,为电力系统继电保护工作的研究与发展提供了新方法。
一、继电保护中的人工智能技术
(一)专家系统
专家系统也简称为ES系统,它是发展最早的、起到继电保护作用的智能系统。同时,它也是在人工智能系统中应用最广泛、研究最深入的课题之一,这项智能系统与整个知识工程的研究是紧密相连的。专家系统的构造,主要涉及了它对知识的表达形式、知识的运用、知识的处理等方面的研究方法以及理论知识。这个系统不单单结合理论知识来解决一些定性的问题,同时,还通过一种启发式的知识,例如,专家经验等解决问题。这样一来,通过这一系统的使用,就可以在解决问题时缩小知识的搜索的范围,进而提高解决问题的效率。除此之外,专家系统当中的解释模块,可以对一些在推理过程中使用到的知识、推理过程、推理结论进行进一步的解释说明。
在电力系统中的继电保护专家系统当中,通常所使用的表达知识的方式主要有以下几种:生产模式下的规则表示方法、框架模式下的表示方法、过程模式下的知识表示方法、面向对象的表示方法、知识模型的表示方法。其中,面向对象的表示方法和知识模型的表示方法是在智能技术、语言技术以及计算机技术发展的基础上形成的。专家系统在继电保护的管理以及整定工作当中得到了广泛的使用。一旦电力系统的运行模式发生改变、引进新的设备或者设备进行检修,面对这些现象,专家系统的定值以及相应的保护配置都会发生改变。另外,专家系统还可以依据其自身的运行规程、电网结构以及专家经验等功能,来对协助系统的应用人员做出保护对策。在人工智能系统中的专家系统虽然可以模拟专家来对继电保护工作做出相应的决策,但是,这种智能系统在实际使用的过程中还存在一些不足之处。例如,该系统在建立知识库以及维护知识库的方面还不是很完善,并且容错能力差,特别是在对一些难度较大、复杂程度较高的故障进行推理时,系统的反应速度较慢。以上种种不足,都会在一定程度上影响专家系统对继电保护的精准程度。
(二)人工智能系统中的模糊理论
模糊理论简称为FST理论,这个理论通过模糊隶属度这一概念来表述一些不确定、不精准的现象和事件。同时,在模糊理论当中引进了近似推理以及语言变量等模糊逻辑,通过这样的形式,来表达一些经验知识。通过对这一理论多年的探索和研究,如今,它终于成为能够具备一套完整推理体系的继电保护智能技术,并且被广泛的运用到电力系统当中。人们在对一件事物进行了解和认识时,过程往往都是在一定层面上来对失误进行辨别和划分,在这期间,并不需要精准的、复杂的计算。然而,模糊理论在解决问题时正是采用了模糊模式,为事物的识别工作提供了便捷、有效的途径。在整个电力系统当中,会存在很多电气量,通过微机保护能够在这方面对人类辨别失误的能力进行模仿,并且可以区分和辨别不同对象的特征,最后,利用智能化系统来实现对事物更高的辨别性能。
在进行电力系统中的继电保护工作时,智能模糊理论已经被广泛的应用,并且在一些领域上有了更新的进展。例如,发动机的保护工作、主变保护以及线路保护等等。但是,在模糊理论的应用过程中也会存在一些问题,例如,它在针对复杂的系统进行模辨识、建立、修改,以及对隶属度方面的获取都还没有得到进一步的完善。因此,这个系统在实际应用中并不具备一定的学习能力,自然,在使用的过程中会受到一些条件的制约,进而导致其功能不能很好的发挥出来。
(三)人工神经网络
人工神经网络这一系统的工作原理是最大限度上模拟人类的认知过程和人脑内部的组织结构,通过这样的形式来对相关信息进行处理。人工神经网路系统自身具备很多优势,例如,它具备联想记忆功能、适应能力强,可以进行并行分布处理等等。因此,这项系统凭借自身的优势在继电保护工作中得到了重视,并且广泛应用。在使用人工神经网络对电力系统中的故障进行检查时,它的诊断方法会与专家系统存在一定的差异性。人工神经系统更加注重于通过对标准样本的训练与学习,进而对系统内部的阈值和连接权进行调整,这样一来,就可以让知识分布在网络上,形成人工神经网络的记忆模式。由此可见,人工神经网络系统在获取知识方面的能力十分强大,同时,它能够有效的对含噪声的数据进行处理,这在一定程度上弥补了专家系统在对故障检测时存在的不足。人工神经网由于本身属于非线性的反射,所以,它可以通过这一方法来解决一些较为复杂的、并且难以求解的非线性问题,这也是它能够在继电保护工作中得到广泛应用的原因之一。最近几年以来,在电力系统的继电保护方面渐渐出现通过利用人工神经网络系统来对故障的距离、类型进行判断,进而有针对性的保护电力设备。
通过使用神经网络系统来完成继电保护工作,这不仅可以对故障进行准确的判断,同时,也提高了解决电力系统中电力故障问题的效率。但是,这种方法在性能上也存在一些不足,例如,对于一些具有启发性的知识在处理上还不是很擅长、性能的发挥主要依靠样本的完备程度决定等等。
二、人工智能技术在继电保护中的应用
对于每一种人工智能技术来说,在对其进行控制和应用的过程中都会存在一定的局限性,并且由于这个局限性而导致在处理电力系统当中的一些复杂问题时,技术不能充分的发挥出它的功能,达不到预期的效果。怎样把每一种人工智能技术在解决问题时的优势结合起来,最终形成一个具有强大功能的综合性人工智能控制技术,那将会在很大程度上提高处理电力系统当中故障的能力。因此,我们在人工智能技术的实际应用当中,要尽量规避每个系统当中的不足,综合利用人工神经网络、专家系统、模糊理论的优势,更好的完成电力系统保护工作。在实际应用中,可以结合人工神经网络系统和专家系统,对变电站进行分层分布的故障诊断;可以结合神经网络和模糊理论,依据经过改良之后的IEC三比值法,以此建立可以为电力系统中的变压器进行故障诊断的模糊神经网络模型。通过这个模型能够有效的对系统中一些不固定的故障因素进行处理,并且它具备了较强的获取知识的能力。从人类思维的发展模式角度来看,将各种人工智能技术进行融合,分析影响人工智能诊断准确率的因素,进而提高检测故障的准确率。
总结:
综上所述,针对目前现有的人工智能技术进行重新整合,让它们可以充分的发挥出自身的优势,扬长避短。深入的分析人工智能技术的理论知识和应用方法,研究完善继电保护的手段,提高人工智能技术对故障的处理能力,确保电力系统能够健康、稳定运行。
参考文献:
[1]张沛超,胡炎,郁惟镛.继电保护专家系统中知识的面向对象表示法[J].继电器,2010(09).
[2]王威,郁惟镛,张沛超.面向对象的继电保护整定计算专家系统的研究[J].电力系统及其自动化学报,2010(02).
关键词:人工智能;教育;新模式;改革;构想
教育是着眼于未来的事业,教育的首要任务就是为未来社会培养相适应的合格人才。随着人工智能的诞生和发展,我国已经开始将人工智能应用于教育领域,并显示出人工智能对于弥补当前教育存在的种种缺陷和不足,推动教学现代化和教育发展改革进程起着越来越重要的作用。在现代医学发展中,工程科学与临床医学不断融合,相互进步。近几年,随着人工智能技术,机器人技术,虚拟与增强现实技术,3D打印技术与医学不断的融合发展,衍生出一系列的医学诊疗技术,仪器,大大推进了医学发展。从2013年到2017年,国务院、发改委、FAD连续发文,多次提及医疗走智能化、云化的趋势,为推动智能医疗领域保驾护航。智能与医学的结合已经是大势所趋,因此,为培养大量智能医学人才极有必要对智能医学教育新模式进行深入研究。
一、目前医学教育以及医学人才培养状况
智能医学工程是一门将人工智能、传感技术等高科技手段综合运用于医学领域的新兴交叉学科,研究内容包括智能药物研发、医疗机器人、智能诊疗、智能影像识别、智能健康数据管理等。
智能医学工程的毕业生掌握了基础医学、临床医学的基础理论,对智慧医院、区域医疗中心、家庭自助健康监护三级网络中的医学现象、医学问题和医疗模式有较深入的理解,能熟练地将电子技术、计算机技术、网络技术、人工智能技术,应用于医疗信息大数据的智能采集、智能分析、智能诊疗、临床实践等各个环节。实验教学正是融合型创新人才的最好培养方式。智能医学人才的培养需要各学科间的相互交融更为紧密,学生的创新应用能力才能得到更好的培养。与此同时,由于绝大部分医工结合的专业大部分归属与工科学院下,缺乏必要的临床经验,因而学生不能很好的把握新技术的应用。
而国内相关人才缺口还非常大,目前,国内仅仅有生物医学工程、医学信息工程等工科专业培养医工结合人才。但是囿于培养时间与培养模式,他们往往只能针对具体某一方向,并且目前的培养体系还多着重于工学技术的研究,缺乏临床实践。
二、智能+医学教育的必要性探究
2.1技术进步对医疗人员的诊疗帮助
以癌症的治疗为例,由于针对癌症药物的研究何药物数量非常巨大,对于普通医生在短时间内难以进行准确的判断针对癌症的研究和药物数量非常巨大,具体来说,目前已有800多种药物和疫苗用于治疗癌症。但是,这对于医生来说却有负面的影响,因为有太多种选择可供选择,使得为病人选择合适的抗癌药物变的更加困难。同样,精确医学的进步也是非常困难的,因为基因规模的知识和推理成为决定癌症和其他复杂疾病的最终瓶颈。今天,许多受过专业训练的医学研究员需要数小时的时间来检查一个病人的基因组数据并作出治疗决定。
上述问题在拥有工学、医学双背景的医生手中已经不是问题,通过目前日渐成熟的AI技术,对于大量的医疗数据进行检索,通过可靠的编程手段,通过人工智能技术,建立完备的医疗数据库,帮助医生进行诊疗。据调查,美国微软公司已经研制出帮助医生治疗癌症的人工智能机器,其原理是对于所有关于癌症的论文进行检索,并提出对于病人治疗最有效的参考方案,它可以通过机器学习来帮助医生找到最有效,最个性化的癌症治疗方案,同时提供可视化的研究数据。
2.2智能医学对于新时代医生培养的影响
人工智能通过计算机可为学生提供图文并茂的丰富信息和数据,一方面加强了学生的感性认识,加强了对所学知识的理解和掌握,从而提高了教学质量。同时,人工智能可帮助教师完成繁杂的、需适应各种教学的教学课程、课件等设计,使教师将更多的精力专注于学与教的行为和过程,从而提高教学效率。正如前面所述例子,智能网络模块化学习平台可使教学摆脱以往对于示教病例的依赖,拓展了学生们的学习空间和时间,可极大地提高医学学习效率和教学质量。
教育与人工智能相结合将会创新教育方式和理念。北京师范大学何克抗教授在《当代教育技术的研究内容与发展趋势》中提到当代教育技术的五大发展趋势之一就是“愈来愈重视人工智能在教育中应用的研究”。结合上述人工结合上述人工智能在医学教育中的创新作用,下面就人工智能结合医学学教育新模式提出一些构想。
三、交叉医学人才的培养
3.1建立智能医学人才培养体系的必要性
目前智能医学的研发和临床还存在隔阂,临床医生并没有很好地理解人工智能,无法从实践出发提出人工智能能够解决的方向,而人工智能的产业界热情高涨,却未必能踩准点,所以产业界需要和临床深度沟通融合,才能真正解决看病难、看病贵的问题,缓解医疗资源紧张。目前,国内仅仅有生物医学工程、醫学信息工程等工科专业培养医工结合人才。
3.2医学人才培养体系初步构想
据悉,目前已经有天津大学、南开大学等几所院校开设了智能方向的医学本科教育,旨在弥补上述缺口,相关院校也在积极探索新型人才培养方案。应当为医学生开设人工智能课程,应当培养具备生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程技术相结合的科学研究能力。该专业的学生主要学习生命科学、临床医学,电子技术、计算机技术和信息科学的基本理论和基本知识,充分进行计算机技术在医学中的应用的训练,具有智能医学工程领域中的研究和开发的基本能力。
2015年12月,微软亚洲研究院首席研究员刘铁岩博士去蒙特利尔参加了NIPS年会(Annual Conference on Neural Information Processing Systems),这是人工智能领域的顶级学术会议。但与会期间,他印象最深的不是同行的专业进展,而是一位科学家告诉台下的与会者,早些年,他的博士生根本找不到工作,今年却被一抢而空。
这也是中国正在发生的故事。从硅谷到北京,人工智能都是热浪滚滚。这个在上世纪50年代和80年代掀起过两次的技术,现在似乎真的到了产业化的临界点。互联网时代的思想家和预言家凯文·凯利宣称,人工智能是下一个20年里颠覆人类社会的技术,它的力量堪比电与互联网。
人工智能(Artificial Intelligence),缩写为AI。它是研究开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。该领域的研究包括机器人、语音识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。
人工智能快速进入大众视野,源于今年3月谷歌围棋人工智能程序AlphaGo战胜世界冠军李世石。人机围棋对弈只是普及人工智能的一个秀。它的背后是规模千亿级的人工智能产业市场。BBC预测,2020年全球人工智能市场规模将达1190亿元人民币。
目前看,这一数据远比不上2015年中国移动互联网的产业规模。但人工智能的意义不仅于此,人工智能技术的发展,还将带动云服务、大数据分析、移动互联网和物联网产业的升级迭代。它甚至将超越移动互联网,全面改变人类的生活和工作方式。
离人工智能最近的IT互联网公司敏锐嗅到了这一机遇。从2011年开始,包括深度学习算法、计算资源和大数据产业的成熟令人工智能技术实现飞跃,包括微软、IBM、谷歌、Facebook、BAT在内的国内外企业都开始深度布局人工智能,试图把握风口,成为下一个产业变革的巨擘。
已布局人工智能的IT和互联网巨头们,最有资格成为这一轮革命的获益者。但这终究是一个漫长的耐力游戏,除了技术布局,产业布局和战略视野也是决定成败的关键因素,短视者将随时出局。
BAT保守布局
中国的所有行业中,以BAT为代表的互联网行业在人工智能研究和商业化探索方面走得最早,也看得最远。其中,技术起家的百度走在最前端。
2012年10月,百度董事长兼首席执行官李彦宏参加了内部的一个基于深度学习的语音识别产品研究会。当时该产品的主导者余凯回忆,那是李彦宏第一次知道深度学习,他非常吃惊,并给全公司写信,让所有产品经理都要了解人工智能技术的发展。
当年12月,李彦宏开始和余凯讨论成立深度学习研究院的可行性。次年7月,这个研究院成立,李彦宏任院长,余凯为常务副院长。这是中国公司里的第一个人工智能研究院。
李彦宏很快将相关技术投入到搜索的核心业务中。2014年的百度内部统计数据显示,深度学习技术的应用,让百度和竞争对手的Diff(different,内部叫Diff)指标提升了若干倍。
但人工智能的科研,尤其是基础科学研究,是一个冗长寂寞的过程。此后,迫于财务数据和竞争压力,百度的决策者们更加注重眼前的布局和资源。
“到了后期,太长远项目,或是比较创新的项目,百度总部确实不太支持了。百度i站的项目、百度快搜这样的项目没了。”一位不愿具名的前百度人工智能研究岗位人士评价。一位现任百度相关人士对《财经》记者表示,百度前些年确实剔除了不少经过验证没有商业化前景的分支项目,但最近两三年,百度明显加大了在人工智能上的投入,包括无人驾驶汽车等长期项目。
6月8日,在2016百度联盟峰会上,李彦宏将百度无人驾驶汽车称作“一台带轮子的电脑”。他现场播放了百度无人车路测的实况录像,百度无人车已经可以像正常车辆一样加速、并线、超车,他同时表示,三五年之内,无人驾驶一定可以成为现实。
从整体来看,百度仍是BAT三家中首先完成有关人工智能技术体系整合的公司。目前,百度研究院、百度大数据、百度语音和百度图像等技术都已归入人工智能技术体系。李彦宏多次向外界强调,百度未来的发展将严重地依赖人工智能。
IBM研究院一位人工智能专家告诉《财经》记者,百度是被他们列入竞争列表的唯一中国公司。
硅谷尤其关心“百度大脑”的进展。百度大脑是百度在人工智能领域的核心。百度此前的诸多人工智能产品,如无人驾驶、智能搜索等,都是基于百度大脑的能力。
百度高级副总裁、自动驾驶事业部总经理王劲称,百度大脑已具备视、听、说和预测、规划决策以及行动控制的能力。在数据方面,百度有万亿级的网页、移动和行为数据可供分析。在深度学习方面,百度的万亿参数排在世界第一。
2015年,百度的研发投入超过100亿元。占百度2015年总营收663.82亿元的15%。
百度正在计划将百度大脑在金融、汽车、医疗等领域商业化。李彦宏称,人工智能的“井喷式”创新,将推动互联网进入第三幕,并将重构传统产业。比如“人工智能+金融”,可以快速地实现征信升级,实现“秒放”贷款。
阿里巴巴和腾讯的布局则更加克制。或者说,它们更代表中国公司的普遍做法,从业务驱动开始,逐渐加大档位。
阿里从2011年开始布局互联网医疗,投资收购和战略合作的公司数以百计。围绕医院、医保、医药做了大量布局。最新的统计数据显示,全国已经有超过400家大中型医院加入阿里的“未来医院”计划,覆盖全国90%省份。阿里云人工智能首席科学家闵万里博士告诉《财经》记者,阿里在健康医疗领域的布局快慢,取决于阿里在人工智能领域的技术突破。
阿里的设想是,未来,在阿里遍布全国边远山村的医院医疗点里,病患足不出户,只需拍一张CT,通过远程技术来完成专家级的诊疗过程。这种诊疗,依赖的就是基于阿里云的人工智能医疗系统。随着学习数据的不断增加,机器会变得越来越聪明,最终成为一个“永不退休的医学专家”。
多位接受《财经》记者采访的专家评价,阿里这个技术并不复杂,医疗诊断是基于经验的专家型劳动,是机器擅长的经验学习,三年内该技术便可成熟。
闵万里告诉《财经》记者,要实现这个目标,除了技术平台,还需要整个医疗体系的打通,需要政府和社会共同推动设备和资源的开放。一旦打通,聚合在一个人工智能服务平台之上,就将衍生出更多的应用服务场景,从而实现“商业和技术互为驱动”。
阿里是目前中国所有公司里,数据生态最完善、最健全的公司。iPIN创始人兼CEO杨洋认为,阿里的MaxComputer数据通道,是非常健康的数据大动脉,可以将阿里的所有数据资源非常高效地结合在一起。
此外,阿里云也是目前世界上最接近AWS(亚马逊云服务)的云计算平台。数据生态体系是做人工智能的重要基础。因此,在这场有关未来的布局中,阿里云的主导地位清晰。
阿里的人工智能研究分散在其各个业务分支之中,有待整合。闵万里说,阿里希望在算法能力上有所突破,这需要一个集中的技术机构来整合阿里的所有相关技术资源。
腾讯和阿里的情况类似。腾讯在人工智能上的布局,以IM和SNS业务为基础。例如语音识别主要是在微信部门、图片识别主要是在QQ,支付和金融业务方面植入了人脸识别,搜索部门则关注自然语言识别。
其中一些技术已在腾讯内部实现产品化。SNG(社交网络事业群)的优图团队聚焦图象识别领域,推出了黄图识别功能,并为腾讯内部产品如图片优化工具“天天P图”提供技术支持。WXG(微信事业群)则人机互动领域的拓展,也对图像和语音识别进行了原发。WXG推出了智能机器人“小微”,用户可以用自然语言与之沟通,解决此前语音助手智能机械应答的短板。对于未来,工程师希望“小微”成为一种“连接器”——与微信支付串联起来,接入微信公众号以及钱包内的各种生活服务,打造完整的微信内O2O闭环生态体系。
腾讯高级副总裁姚星在接受《财经》记者采访时表示,腾讯越来越重视在人工智能领域的技术开发,这包括两个路径:一是整合腾讯自身的技术资源,形成体系和重点;二是加快对优秀公司的收购和合作步伐。
腾讯参与了多个人工智能项目的早期投资。腾讯投资并购部一直在为公司寻找需要的标的,服务于腾讯的整体战略。腾讯日前与硅谷风投机构Felicis Ventures领头了人工智能创业公司Diffbot 1000万美元的A轮。这家公司通过人工智能技术,让“机器”抓取网页关键内容,并输出软件可以直接识别的结构化数据。
BAT的人工智能技术研发从第一天开始就是商业需求驱动的,他们从业务入手,收购甚至模仿别人的东西,这种做法避免了漫无目的研究和不必要的失败,但也无法保证在下一轮的人工智能平台大战中胜出。
今年,阿里和腾讯均有组建人工智能研究院的想法。姚星对《财经》记者说,很快,腾讯人工智能研究院就会成立。
国际巨头深入无人区
如果说BAT的人工智能布局处于对标和追赶的状态,那么以IBM、微软、谷歌、Facebook为代表的美国巨头公司已经开始深入科技无人区。
这些公司技术和业务各有所长,面向的用户也不同,但它们的目标一致:把人工智能机器做大、做强、再做没。
IBM和微软可能没有谷歌、Facebook看起来那么酷,但在人工智能领域有深厚的技术底蕴,IBM甚至已经开始用人工智能赚钱。
IBM人工智能研究可以追溯到1997年“深蓝”战胜当时的国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。2011年,代表着IBM在认知计算领域最先进技术的Watson在一个电视节目中一战成名,被认为是人工智能历史上的一个里程碑。
今天可以代表IBM在人工智能领域最高技术水平的,是不断进化中的Watson系统,和已经可以量产的人脑模拟芯片SyNAPSE(超大规模神经突触计算机芯片)。
Watson是一台超级计算机,最初由90台IBM的Power 7服务器并行组成。和Google、微软的人工智能相比,它从硬件芯片构架就开始模拟人类神经元,基于IBM的“DeepQA”技术开发。2014年1月初,IBM宣布组建“Watson Group”,旨在进一步开发、商用和增强“Watson”及其他认知技术,此外还投入10亿美元用于其他相关项目。
Watson已经开始为IBM赚钱了。法国农业信贷银行预测,Watson系统创造的收入将在2018年占IBM总收入的12%以上。Watson已经被部署在IBM去年收购的云计算基础设施业务Softlayer上,成为IBM与亚马逊、谷歌、微软等大型科技公司在云计算领域展开竞争的武器。
另一个代表性产品是IBM在2014年的人脑模拟芯片SyNAPSE。该芯片能够模仿人脑的运作模式、低功耗,在认知计算方面要远胜传统计算架构。和其他芯片公司的纸上规划不同,这款芯片已达到量产要求。
IBM将其技术和商业实力总结为“认知计算体系”。IBM大中华区副总裁、战略部总经理郭继军向《财经》记者表示,IBM推动认知计算体系,目标是把IBM在人工智能、大数据、深度学习、模式识别等所有领域里所做的积累应用到各个行业中去,帮助各行各业客户提升效率,解决他们所面临的现实挑战。
微软人工智能技术的研究已超25年。1991年微软成立研究院,最早的五个研究组,研究方向分别是人机交互、自然语言处理和机器学习、语音识别和语音合成、计算机视觉。这些恰恰是今天人工智能的几个最重要的分支。
微软的人工智能研究方向要宽泛很多,微软研究院拥有超过1000位科学家,在包括深度学习的多个领域的技术布局处于世界顶端。
微软最新的深度学习系统在2015年ImageNet计算机视觉识别挑战赛中,将计算机视觉系统错误率降低至3.57%,相比于人眼辨识的5.1%,这是人工智能首次在识别图像的错误率上超越人类水平。这些机器由微软的Azure云服务提供支持。
微软不仅将人工智能技术应用于如Windows、Azure等核心业务中,还构建开放的平台,将多年的技术积累开放给产业界,它的目标是打造一个人工智能生态圈。
它在无人区走得最远,在现实商业世界中隐蔽得最深。
和前辈相比,年轻的谷歌在人工智能领域做的事情更让外界看得懂,也更兴奋。谷歌一方面不知疲倦地做底层人工智能技术的积累,研发更加高级的深度学习算法,增强图形识别和语音识别能力。另一方面亲力亲为布局了包括智能家居、自动驾驶、机器人(2013年收购了8家机器人公司)等领域,前者为后者带来基础技术支撑,后者为前者提供数据和反馈。
值得一提的是,谷歌在无人驾驶汽车领域的技术积累,已经远远超过传统汽车厂商和其他互联网公司。
更加年轻的Facebook,将人工智能视为未来的三大方向之一。Facebook天然拥有全球范围内的海量社交数据,但在基础科学的研究上依然不遗余力。2013年,Facebook在加州成立了Facebook AI Research (FAIR)。卡耐基梅隆大学机器人系博士、Facebook人工智能组研究员田渊栋称,FAIR的研究方向自由宽松,研究所需的计算资源(如GPU)相对丰富,同时也没有近期的产品压力,可以着眼长远做困难和本质的研究。他称,这样的学术氛围在各大公司是极其少见的。
如果说前述几大巨头都是从人工智能技术出发,结合云计算赋予技术更多势能,那么亚马逊的路径正好相反。亚马逊是全球第一大云服务提供商,它的云服务收入超过微软、IBM、谷歌、Salesforce等所有对手的总和。但亚马逊目前的人工智能技术,多数集中在提升购物体验的深度学习领域。
人工智能技术有两大要素:核心技术平台和数据循环。只拥有技术是不够的,需要业务和数据结合,才能打造好的技术。对循环数据的获取,巨头们也都不遗余力。
以最热衷开源的微软为例,去年,微软了“牛津计划”(现更名为“微软认知服务”),这是一个基于微软云平台的智能API(应用程序编程接口),涵盖了五大方向的人工智能技术,包括了计算机视觉、语音、语言、知识、搜索五大类API。去年夏天火爆的How-Old.net,就是借助该平台快速开发出来的一款应用,一共只有20多行代码。
类似的工具包微软还有很多,例如深度学习工具包(CNTK)和微软亚洲研究院主导的微软分布式机器学习工具包(DMTK)等。
这些对于创业公司和中小企业来说相当实用。他们不用从底层技术一点点学,在小集群上或者是云服务上就可以直接调用。
对于巨头来说,算法已经不再是竞争的障碍,数据和用户习惯才是山头。大量的初创企业会采用开源做很多垂直领域的业务,其中包括海量试错和验证,最终也会反馈回开源,而这正是巨头们所期望的。
做B2B生意的IBM对数据的专业度要求更高,无法仅依赖搜索引擎和大量应用的交互来训练Watson系统,因此通过深度合作和并购来获取专业数据。
以医疗领域为例,IBM和多家世界级顶尖医院合作,向医院部署Watson的智能系统,通过分析这些医院的病历、专家的治疗经验、现有的学术研究等,帮助它们制定、观察和调整癌症患者的治疗方案。在这一过程中,Watson也就有了这一领域的数据积累。
2015年4月,IBM收购了Explorys,它是一家可以查看5000万份美国患者病历的分析公司。类似的收购IBM还有不少,并且出手相当大方。
Watson已经可支持针对乳癌、肺癌和结肠直肠癌、皮肤癌等癌症的初期诊断。在皮肤癌领域,在一项对3000幅皮肤镜检查图像的研究中,Watson识别皮肤癌的准确率高达95%以上。而人类识别皮肤癌的准确率只有84%。
国内的一位人工智能业者调侃,国际巨头在人工智能领域真正有价值的是它们的那些你看不见的、没开源的、国际会议上含含糊糊一笔带过的技术。“那些才是可以颠覆未来的弹药。”
填补断层
人工智能的产业结构可以分为三层:应用层、技术层和基础层。应用层聚焦在人工智能和各行业各领域的结合;技术层是算法、模型和技术开发;基础层则是计算能力和数据资源。
BAT擅长第一层。BAT手中,天然握有全球最大的数据资源。但在第二层和第三层严重断层。中国在人工智能领域的科研水平停留在工程数学、物理算法等工程科学的创新层面,基础理论研究领域的人才和资源很少。
多位接受《财经》记者采访的中外业者认为,BAT的优势在于海量数据,和国际巨头的核心差距在技术。
腾讯高级副总裁姚星告诉《财经》记者,今年初,他和腾讯的投资并购部达成了一个共识,开始大量考察美国的机器学习平台类创业公司。一则中国这类技术公司不多;二则收购这种公司可以快速补足腾讯在算法领域的不足。
姚星向《财经》记者分析,同样提供10万个样本给机器,优秀的算法平台可能只需要几个小时,速度慢的可能需要几天时间。
对于海外收购,搜狗公司CEO王小川则更加直白:“国内适合收购的标的公司很少,因为根是断的,(技术和基础研究)源头在国外,要到国外看。”
在快速迭代的互联网世界里,即便是互联网巨头,单打独斗练独门秘籍也会错失良机。最佳方式,就是拥有数据和拥有技术的公司,通过各种结盟方式形成优势互补,快速抢占市场。
2014年11月,蚂蚁金服宣布和旷视科技战略合作,利用后者的人脸识别技术Face++软件去确认开立在线银行账号的用户身份,即“人脸支付”。
Face++在人脸检测的多项指标评测中接连拿下世界第一。2013年,在极难识别的互联网新闻图片上,获得了97.27%的准确率,这个指标高于Facebook团队。三年后,这一准确率已提高至99.5%。
进行面部识别,需要处理大量来自面部的数据信息,包括结构、五官以及肌肉等方面的数据分析。阿里云为这个合作注入自身的数据和分析能力。
“凡是花钱解决的问题都不是问题,阿里可以自己完成这些事情,但时间成本是相当昂贵的。”闵万里对《财经》记者说,“阿里有1000件同级别的事情要做,能做好的只有其中几件,剩下的用投资+合作,这是时间和资本效率最高的做法。”
技术和数据的结盟并不限于BAT,更多的公司希望通过结盟方式获得未来,新的巨头或许从中诞生。
搜狗CEO王小川的思路是社交化,做更多连接,通过建设社群关系,把人大脑里的智慧表达出来,从而解决目前搜索技术存在的内容不够精准和实用性较差的问题。2013年腾讯入股搜狗后,先后向搜狗开放了微信公众号数据和QQ兴趣部落,为搜狗输入数据资源。除此之外,搜狗还在去年11月战略投资知乎1200万美元,全面接入知乎内容。
王小川想让搜狗的人工智能机器不断学习社群数据,他对《财经》记者说,“人工智能下一个五年不在于人工智能本身,而是让机器找到人。”
李彦宏称,人工智能拥有广泛的商业用途,人工智能的“井喷式”创新将重构传统产业。
今天,技术和数据的天然开放性让各公司之间的竞争变得“我中有你、你中有我”,最终的赢家是可以将技术和数据平衡利用,达到平台效益最大化的公司。
微软亚洲研究院常务副院长芮勇认为,横向对比,中国和国际领先公司在核心技术上确实存在差距,国外更加注重基础研究和技术研发,国内企业可以将国外的研发工具化、商业化;从纵向看,中国在人工智能领域的技术积累近几年确实出现了飞跃,无论是最底层的计算机体系架构,还是智能硬件,或是上层软件应用,都有质的进步。
“只要不太急于求成,持之以恒地投入,中国的人工智能产业相当值得期待。”芮勇说。
挤出泡沫
马云在一次内部讲话中强调:“全球都在讲人工智能,到了风口浪尖,在创新面前,没有第二只有第一,创新落伍了,你就输了。”
焦虑的不仅是BAT,华为公司创始人任正非5月30日在全国科技创新大会上发言提到,“未来二三十年人类社会将演变成一个智能社会,其深度和广度我们还想象不到。如果不能坚持创新,迟早会被颠覆。”
开放趋势之下,人工智能也注定不是一场巨头间的战争。
市场调研机构CB Insights的统计数据显示,2014年风险资本对人工智能的投资增长302%,达到3.09亿美元。
中国人工智能领域已有近百家创业公司,65家获得投资,共计29.1亿元人民币,其中旷视科技、优必选、云知声、SenseTime四家公司登上艾瑞独角兽榜单。
更多初创公司只是打上了人工智能的标签。它们本质上是用国际开源的平台,用数据训练一两个模型,甚至照搬国际模型,这其实潜含危险,最大的风险是产品严重同质化,尤其在人脸识别、语音识别等成熟领域,这些公司的产品没有突破性创新,根本没有继续走下去或被收购的价值。
姚星常常为投资人鉴定真伪人工智能公司。他说,辨识伪人工智能公司有两个关键点:一是这家公司所采用的技术是否是最新、最前沿的技术,如果不是,则是用人工智能概念包装的伪人工智能。
其二,这家公司的技术和业务是否具备可扩展性?若否,则是采用部分机器学习算法或浅层人工智能技术的商业公司,而非真正的人工智能公司。
iPIN是一家拥有文本认知智能技术的公司,从去年开始,iPIN收到了不少投资机构的投资意向,该公司创始人兼CEO杨洋告诉《财经》记者,到目前为止,他还没有遇到真正有能力鉴别人工智能技术水平的投资机构。
“这对于做伪人工智能的公司绝对是一个好消息。”杨洋调侃说。
危险在于,就算是一些初创时期确实手握人工智能独特技术和商业模式的公司,也在资本的胁迫下慢慢走形。
在资本的压力之下,一些人工智能创业公司开始过早商业化,研发投入逐步降低,人员结构也发生变化,销售开始主导公司,最终技术公司变成营销公司,失去了被并购的价值。
投资人工智能公司,需要专业技术知识和长线投资眼光。根据Gartner的“智能机器炒作周期图”,由人工智能驱动的应用中,语音识别产业化最高,自动驾驶汽车和智能顾问处于炒作最高点,智能机器人、自然语言处理/生成和虚拟个人助手则处于爬坡期。这些都属于5年-10年内能广泛普及的颠覆性技术。而神经形态硬件(如神经元芯片等)属于10年以后才能普及的技术,但该技术可能还没研发成熟就被淘汰了。
需要在这一轮变革中保持耐心和恒心的还有政府和高校。人工智能涉及计算机科学、生物学、社会学、哲学、材料学、工程学等多个学科,中国高校基础学科的研究能力无法被充分利用,体制内缺乏一套产学研流畅对接的机制。这导致中国高校在这次产业变革中严重缺位。从美国的经验来看,正是其从法律、机制上保证了产学研的平滑转换,才令美国在这一轮的人工智能研究中占据上风。
一些乐观的投资人认为,技术发展本身就是驱逐泡沫的手段,“不用很长,一年或一年半的时间,很多真实情况就会暴露出来,泡沫也将逐渐散去”。
[关键词]人工智能;会计;基础会计
1人工智能在会计领域的应用特质
将德勤财务机器人、用友财务机器人等人工智能在会计领域的应用状况进行分析,可以看到人工智能在会计领域的应用有以下特点。(1)大量规则化应用领域被人工智能取代。原始凭证审核,依托于电子票据二维码应用,票据关键信息(如发票抬头、税号、发票内容、金额等)被人工智能识别并依照规则进行判断;根据原始凭证相关信息依照借、贷规则选择相应会计科目编制会计凭证,也是人工智能依照既定规则完成;根据记账凭证完成记账和报表编制,在会计电算化时代即已完成,对于人工智能而言,则更是“小儿科”,仅需要依照既定规则将数据库文件以视图形式呈现。可以看到,从原始凭证审核、记账凭证编制再到账簿形成、报表形成,会计明晰的规则为人工智能应用提供了切合的舞台,而有明确规则的领域是人工智能能够凸显其计算能力的优势领域。由此可见,以规则为基础的会计核算应用领域能够被人工智能“完美”替代。这也是德勤机器人、用友财务机器人等人工智能最先得以应用的领域。(2)经验化应用领域将被人工智能取代。人工智能以超强的自我学习能力著称,能够通过大数据获取认知上的进步,可以从大量的图片中学习识别猫,也可以从大量的棋谱中学习对弈。会计、医生曾经被认为“越老越值钱”,即是基于经验的价值增加,在工作中不断学习积累经验,能够借助经验处理非常规、复杂的情形。通过学习积累经验获得认知进步,已经成为人工智能擅长的领域。在大数据的基础上,人工智能可以通过案例学习获得“经验”,并且由于存储记忆能力的显著优势超过会计、医生的经验。因此,经验化应用领域将被人工智能取代。(3)人工智能应用推广速度受到成本的影响。2017年德勤财务机器人推出,随后用友财务机器人、浪潮财务机器人也相继面世,一年时间之后这些财务机器人并没有大量应用,其原因既有技术成熟度方面的原因,也有成本方面的原因。财务机器人的应用成本,不仅包括购买财务机器人的价格,还包括企业转换成本。在ERP、财务共享中心等信息化建设之后,信息系统建设的投入大、实施风险高的特征使得企业对于系统切换心存顾虑,使用财务机器人是否又将成为投入高、见效慢的项目,成为企业应用财务机器人不得不考虑的问题。也正是由于受到应用成本的影响,财务机器人在2017年推出之后只是引起了观念、认知上的“地震”,广泛的应用并未看见。
2“基础会计”课程核心
从目前国内高校会计专业、财务管理专业所开设“基础会计”(会计学)课程的情况来看,该课程仍然作为专业基础课开设,其核心内容一般包括:(1)会计核算基本方法,涉及会计要素、会计等式、复式记账、凭证、账簿、财务报告等内容。通过这些内容的学习,学生将掌握借贷记账、凭证编制、账簿登记、财务报告编制等基本方法,掌握会计核算的基本规则,理解会计的基本逻辑与方法。(2)会计核算基本操作,涉及凭证填写与审核、账簿登记、财务报表编制等内容。在会计基本方法学习的基础上,学生将通过实验等方式,掌握凭证填写与审核的规范、账簿登记的规范、财务报表编制规范等操作环节的要求,通过实践体会从凭证填制与审核、账簿登记、财务报表编制的规则与过程,并完成从理论到实践的转换。(3)会计视角的形成。在对会计要素、复式记账的理解中,学生将完成对经济活动的会计视角理解。例如,企业完成销售活动,从经济活动的范畴理解,更多强调客户关系管理、合同签订、履行合同等节点,而从会计视角理解,则更强调伴随销售活动产生的资金流和成本化物流,即在收入形成的同时,根据资金支付的状况选择银行存款、或者应收账款、或者应收票据、或者预收账款进行核算,同时在物流发生后结转相应成本。将经济活动的会计本质进行识别,培养和形成会计视角成为“基础会计”课程的关键内容。也正是因为这个原因,“基础会计”成为会计入门课程。
3人工智能对“基础会计”课程的挑战
(1)规则化应用将被人工智能取代,但修订完善规则为会计人员留出了空间。人工智能因其超强的运算能力,能够在既定规则的指挥下“毫无怨言”地处理原始凭证审核、记账凭证编制、账簿登记、报表编制等工作,并且处理效率更高。单纯地规则化应用,会计人员与人工智能相比,完全不具有优势。仅仅只有在人工智能技术应用的成本还相比人工成本更好的前提下,原始凭证审核、记账凭证编制、账簿登记、编表编制工作仍由会计人员完成。当人工智能技术应用成本得以降低,采用人工智能技术相比雇佣会计人员成本更低,会计人员无疑将面临被人工智能所取代。这也是业界认为人工智能带来会计“地震”的重要原因。虽然2017年会计人工智能出现后并没有马上带来会计人员下岗潮,但这一时刻不会太远,一旦人工智能应用成本得以降低,在人工成本逐渐上升的现实状况下,处理原始凭证审核、记账凭证编制、账簿登记、编表编制的纯规则化会计岗位将被人工智能取代。与此同时,我们必须意识到,人工智能以规则为基础完成会计活动,那么谁来定义规则?战胜棋圣的人工智能以围棋规则为基础开展对弈,无人驾驶以道路交通规则为基础完成驾驶,财务机器人在完成会计活动时同样基于既定的规则。从国家层面看,“会计准则”处于不断的修订完善过程中,新的经济形式不断出现,会计准则往往紧随着新经济活动而修订完善。一旦会计准则变更,意味着完成会计活动的人工智能所依据的规则也需要变更。因此,规则变更与修订为会计人员留出了空间。“人工制定规则,人工智能完成规则”可能成为未来会计活动的新形式!会计人员制定规则,是否需要从了解基本规则入手呢?答案无疑是肯定的。作为制定规则的会计人员,不可能完全不了解基本的借贷规则、基本的账务处理规则,就开始着手调整规则。基于此,了解和掌握基本会计规则应当成为会计人员的必须,通过“基础会计”课程促使会计人员了解和掌握会计基本规则也成为必要选择。但人工智能应用会计规则的优势,促使会计人员在学习掌握基本会计规则时必须思考,学习基本会计规则的目的是应用还是修订完善?如果仅仅将学习会计规则的目的定位于应用,这样的会计人员只能定义为初级会计人员,一旦其人力成本高于人工智能技术应用成本,这种岗位人员无疑是会惨遭淘汰。因此人工智能的出现逼迫会计人员将学习会计规则的目的定位于修订会计规则的高端人才,只有在基础规则之上,跳出规则制定规则,才可能在人工智能应用的大趋势下赢得一席之地。(2)经验积累将被人工智能取代,但经验规则化为会计人员留出了空间。会计人员的经验积累建立在大量案例处理的基础上,在复杂经济业务处理过程中形成隐性知识,如果这些隐性知识不能显性化、不能总结提升为规则,这些隐性知识只能藏于人员的头脑里,导致似乎“越老越值钱”。人工智能具有大数据处理能力,在大数据基础上形成“经验”从而自我学习,并且其总结的经验将以“代码化”的形式显性体现,相比会计人员而言,经验形成的能力更强、经验显性化的能力也更强。但从经验到规则,人工智能还不能直接将积累的经验形成规则,规则的形成还需要人工干预。因此,会计人员的经验积累可以被人工智能取代,但经验规则化为会计人员留出了空间。面临人工智能应用,会计人员“越老越值钱”的优势将不复存在,会计人员的价值不再建立在工作经验的基础上,而是建立在经验知识化、并进一步规则化的基础上。会计人员要完成经验规则化过程,也需要对基本规则熟悉了解、并对经验是否作用于规则修订进行判断的基础上,因此对于基本规则的了解和掌握也是必不可少的。尽管“基础会计”课程仅仅是会计入门知识的介绍,不能形成会计处理经验,在经验积累方面不存在是否课程内容是否被人工智能取代的问题,但由于会计人员需要将经验规则化,需要熟悉了解基本规则,并对经验是否推动规则变化做出判断,因此通过“基础会计”课程学习了解基本规则仍然是必要的。(3)会计视角的形成仍需通过“基础会计”课程培养。人工智能完成了从原始凭证审核到记账凭证编制、再到账簿登记、报表编制的任务,使用人工智能完成这些任务得到的是凭证、账簿、报表这些结果的呈现,对于这些结果、这些信息究竟对于会计人员意味着什么,会计人员通过这些信息怎样从会计的视角去理解经济业务,人工智能并未给出答案。而“基础会计”课程则是从经济业务到会计业务的桥梁和纽带,通过“基础会计”课程的学习,会计要素、会计科目等内容成为将经济语言转换为会计语言的工具,会计视角得以培养形成。因此,从会计视角培育需要来看,“基础会计”课程仍然是有必要开设的。
4“基础会计”应对人工智能应用的适应性调整
概括起来看,面对人工智能应用的大趋势,“基础会计”课程仍有必要开设,但应对这一趋势,需要从课程目标、课程内容上进行适应性调整。具体包括:(1)“基础会计”课程目标需要定位于会计基本规则体系建立而非操作能力。由于人工智能能够以高效率的优势完成规则应用,因此“基础会计”课程目标不能再强调凭证编制、账簿登记、报表编制等应用能力,应该将“基础会计”的课程目标定位于促使学生构建会计规则体系,培育经济业务的会计视角。学生学习“基础会计”的目的不再是掌握原始凭证审核、记账凭证编制、账簿登记、报表编制操作,而是建立会计规则体系,掌握会计语言实现从会计角度理解经济业务。(2)“基础会计”课程内容需要强化会计要素、会计等式、借贷记账等基本规则体系内容,弱化凭证、账簿等操作性内容。根据前面的分析可见,“基础会计”作为基本规则介绍的入门课程,学生需要通过该门课程的学习,掌握会计基本规则,并在此基础上逐步培养提升规则制定的能力。以往课程中,通过实验、实训提高学生填写凭证、登记账簿的操作能力,但这些操作未来将被人工智能高效替代。在人工智能在会计规则化应用领域形成趋势的当前,操作能力培养这部分内容需要弱化,而对于会计规则体系的理解、会计视角的培养应当强化。(3)“基础会计”课程内容中需要适当增加有关大数据、人工智能方面的内容,介绍大数据、人工智能在会计领域的应用趋势,以帮助学生了解会计在信息时代、人工智能时代可能发生的变革,提前应对可能发生的变化。会计不能脱离社会经济生活而存在,人工智能时代已经对会计提出了变革要求,应对这一要求,“基础会计”应当不回避,主动做出调整和适应。例如,对于会计总论的阐述中,介绍会计的发展趋势,不能还停留将会计电算化作为发展前沿,电算化阶段已经成为过去,大数据、人工智能才是未来的发展前沿;在会计的发展阶段中,古代会计阶段、现代会计阶段、电算化会计阶段的划分也值得商榷,复式记账、计算机的出现作为阶段划分的关键节点,但在2017年人工智能推出后,是否在电算化会计阶段之后已经需要重新再切分出人工智能会计应用阶段,值得学术界探讨。
5结语
财务机器人诞生后会计岗位可能面临失业潮,“基础会计”课程似乎也已经没有必要开设。通过分析人工智能的特质、“基础会计”课程的核心,指出在人工智能应用趋势到来的当前,规则化应用将被人工智能取代,但修订完善规则为会计人员留出了空间;经验积累将被人工智能取代,但经验规则化为会计人员留出了空间;会计视角的形成仍需通过“基础会计”课程培养。因此“基础会计”课程仍然有必要开设,其课程目标需要定位于会计基本规则体系建立而非操作能力,其课程内容需要强化会计要素、会计等式、借贷记账等基本规则体系内容,弱化凭证、账簿等操作性内容,同时课程内容中需要适当增加有关大数据、人工智能方面的内容。
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