1.3 新一代人工智能发展概况

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一门融合了计算机科学、统计学、脑神经学和社会科学的前沿综合性学科。它的目标是希望计算机拥有像人一样的智力，可以替代人类实现识别、认知、分类、预测、决策等多种能力。20世纪70年代以来，人工智能被称为世界三大尖端技术（空间技术、能源技术、人工智能）之一，也被认为是21世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。近30年来，人工智能获得了迅速发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕成果，人工智能已逐步发展成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。人工智能在发展过程中产生了很多的流派，符号主义、连接主义和行为主义，这些流派的发展推进了人工智能学科的发展。“人工智能”一词最初是在1956年达特茅斯学会上提出的。从学科定义上来说，人工智能是研究、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。人工智能企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能的定义是：“人工智能是关于知识的学科——怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。

人工智能的发展历程如图1-3-1所示。

人工智能在几乎所有可以想象的行业里都蕴藏着无尽潜力，几乎影响了包括城市、社会、政府、商业等方方面面。人工智能带来的影响如图1-3-2所示。

迄今为止，对人工智能的定义有多种。从全世界范围看，目前人工智能并无统一定义，仍处于发展阶段，以往给出的典型定义如下：一种通过感知、计划、推理、学习、交流、决策和行动实现目标的人工系统，包括智能软件代理或实体机器人。（An artificial system designed to actrationally，including an intelligent software agent or embodied robot thatachieves goals using perception，planning，reasoning，learning，communicating，decisionmaking，and acting.）究其本质，人工智能典型定义大致分为两大类：一类关注思维过程和推理，另一类强调行为。第一类AI定义的例子：有头脑的机器（Haugeland，1985）；与人类思维相关的活动，诸如决策、问题求解、学习等活动的自动化（Bellman，1978）；通过使用计算机模型来研究治理（Charniak和McDermott，1985）。第二类AI定义的例子：研究如何使计算机能够做那些目前人比计算机更擅长的事情（Rich和Knight，1991）；研究智能体的设计（Poolw等，1998）；关心人工制品中的智能行为（Nilsson，1998）。

本书对人工智能内涵的理解如图1-3-3所示。

从机器模拟源头看，人工智能不仅包括模拟人类智能，还包括模拟动物（狗、羚羊、马、鱼、鸟、蚁群、蜂群等）的仿生智能。从人工智能存在的形态来看，人工智能不仅包括有形智能（如机器人、无人车、无人机、智能语音终端等装备或装置），也包括无形智能（广泛存在于各种系统中的智能推理、诊断、选择、预测、分类、聚类、规划、分析、决策、优化、控制）。

根据应用深度的不同，人工智能可以分为专用人工智能、通用人工智能和超级人工智能三类，这三个类别也代表了人工智能的不同发展阶段。本书认为，当前人工智能的发展水平总体处于专用人工智能和通用人工智能混合发展、并行推进阶段，超级人工智能时代尚未到来。

近年来，世界各国也正将人工智能上升到国家战略高度。2016年，美国白宫发布了《美国国家人工智能研究与发展策略规划》及《为人工智能的未来做好准备》；欧盟在2013年就启动了欧盟人脑计划（Human Brain Project，HBP）（2013—2023年）；在俄罗斯，普京预言“人工智能不仅是俄罗斯的未来，也是全人类的未来。”随着全球第四次工业革命的到来，人工智能迎来历史发展的高潮期，成为世界各国竞相占领的战略高地，同时也正在成为促进世界经济增长的重大驱动力。

为抢抓人工智能发展的重大战略机遇，构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国，按照党中央、国务院部署要求，国务院于2017年7月8日印发了《新一代人工智能发展规划》（以下简称《规划》），提出了面向2030年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施，部署构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国。《规划》明确了我国新一代人工智能发展的战略目标：到2020年，人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步，人工智能产业成为新的重要经济增长点，人工智能技术应用成为改善民生的新途径；到2025年，人工智能基础理论实现重大突破，部分技术与应用达到世界领先水平，人工智能成为我国产业升级和经济转型的主要动力，智能社会建设取得积极进展；到2030年，人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平，成为世界主要人工智能创新中心。《规划》提出六个方面重点任务：一是构建开放协同的人工智能科技创新体系，从前沿基础理论、关键共性技术、创新平台、高端人才队伍等方面强化部署。二是培育高端高效的智能经济，发展人工智能新兴产业，推进产业智能化升级，打造人工智能创新高地。三是建设安全便捷的智能社会，发展高效智能服务，提高社会治理智能化水平，利用人工智能提升公共安全保障能力，促进社会交往的共享互信。四是加强人工智能领域军民融合，促进人工智能技术军民双向转化、军民创新资源共建共享。五是构建泛在安全高效的智能化基础设施体系，加强网络、大数据、高效能计算等基础设施的建设升级。六是前瞻布局重大科技项目，针对新一代人工智能特有的重大基础理论和共性关键技术瓶颈，加强整体统筹，形成以新一代人工智能重大科技项目为核心、统筹当前和未来研发任务布局的人工智能项目群。

近年来，国家紧锣密鼓地出台了大量支持人工智能发展的政策，有力地推动了我国新一代人工智能的发展。表1-3-1罗列了近年来国家层面颁布的与人工智能相关的重要政策文件，涵盖人工智能、智能制造、工业互联网、物联网、大数据、云计算、区块链等领域。

在科技项目落地执行方面，科学技术部于2017年11月15日召开了新一代人工智能发展规划暨重大科技项目启动会，公布了首批4家国家新一代人工智能开放创新平台名单。科学技术部首批国家新一代人工智能开放创新平台为：百度的百度大脑，腾讯的医疗影像，阿里巴巴的智能服务，科大讯飞的智能语音。据统计数据显示，2017年我国人工智能投资事件数达到353次，与2016年的379次，下降了6.86%。在投资金额方面，2017年投资金额为582亿元，与2016年相比增长65.34%。

全球和我国人工智能市场规模发展情况如图1-3-4所示。

2015年，全球人工智能市场规模约为490亿美元，根据国外调查机构Tractica的统计预测数字，到2024年人工智能的市场规模将达到2700亿美元，未来整个人工智能市场将呈现出爆炸式增长。我国人工智能市场规模正在急剧扩大中，每年的同比增长速度平均可达50%。2015年我国人工智能市场规模为12亿美元，预计到2024年可达1242亿美元，几乎可占到全球市场的1/2。

经过60年的发展，人工智能迄今为止已形成三大门派：第一个门派是逻辑主义（符号主义），核心是符号推理与机器推理，用符号表达的方式来研究智能、研究推理。奠基人是西蒙（CMU）。第二个门派是连接主义，核心是神经元网络与深度学习，仿造人的神经系统，把人的神经系统的模型用计算的方式呈现，用它来仿造智能，目前人工智能的热潮实际上是连接主义的胜利。奠基人是明斯基（MIT）。第三个门派是行为主义，推崇控制、自适应与进化计算。奠基人是维纳（MIT）。

目前人工智能主要研究领域如图1-3-5所示。

在世界人工智能市场高速发展的宏观环境下，在国家政策的大力支持与扶持下，我国新一代人工智能发展走上快车道。