1.1.2 人工智能的发展历程
1. 人工智能的发展阶段
人工智能的发展分为计算智能、感知智能和认知智能三个阶段。
（1）计算智能阶段 在计算智能阶段，机器可以像人类一样存储、计算和传递信息，帮助人类存储和快速处理海量数据，有赖于算法的优化和硬件的技术进步。这一阶段是感知智能和认知智能的基础。
（2）感知智能阶段 在感知智能阶段，机器具有类似人的感知能力，如视觉、听觉等，不仅可以听懂、看懂，还可以基于此做出判断并做出反馈或采取行动，即“能听会说，能看会认”，包括图像识别、语音识别等技术。目前，国内外人工智能技术发展主要集中于这一阶段。
（3）认知智能阶段 在认知智能阶段，机器能够像人一样主动思考并采取行动，全面辅助或替代人类进行工作。这一阶段是人工智能的最高级形态，也是行业未来的着力点。
2. 人工智能发展的三次热潮
从历史的时间进程来看，人工智能的发展历程如图1-4所示。
图1-4 人工智能的发展历程
1956年，在美国达特茅斯学院举办的人工智能会议上，达特茅斯学院的麦卡锡首次提出了“人工智能”的概念，此次会议被公认为是人工智能这一学科的起源，1956年也被称为人工智能的元年。自1956年以来，人工智能的发展经历了三次浪潮。
（1）第一次浪潮（1956—1974年） 这一时期主要聚焦人工智能的理论研究，形成了早期的知识工程系统，推出了一系列专家系统。1957年，罗布森拉特发明了感知机；1965年，第一个专家系统（Dendral）出现。该专家系统输入的是质谱仪的数据，输出是给定物质的化学结构。1972年，美国斯坦福大学开发的AI程序（MYCIN），旨在通过推荐某些传染病的治疗方法来协助医生。1979年，斯坦福大学推出了地质勘探专家系统（Prospector）。这一时期出现了很多人工智能系统。
第一次浪潮最杰出的代表就是贝尔曼算法和感知机，贝尔曼算法又称为最短路径算法，是增强学习的雏形；感知机是一种人工神经网络，被视为一种形式最简单的前馈式人工神经网络，是一种二元线性分类器，也是深度学习的雏形。
然而，随着计算能力的不足、社会资本的退出以及政府资助的下降，人工智能迎来第一次寒冬。
（2）第二次浪潮（1974—2006年） 相比第一次浪潮，第二次浪潮朝着更为专业化的方向发展，侧重于借用领域专家的知识来武装自己。这一时期，人工智能工业化趋势浮现。1981年，日本宣布开始研制第五代计算机；1982年，约翰·霍普菲尔德发明了Hopfield神经网络，它属于反馈式神经网络；1985年，BP算法被发明。第二次浪潮更专注于解决实际问题，不再专注于理论知识的证明。
第二次浪潮的主要成就是人工智能计算机、多层神经网络和BP反向传播等算法的突破，以及语音识别和语言翻译等。
由于人工智能应用的范畴依旧有限，人工智能的浪潮在20世纪90年代开始逐渐消退。
（3）第三次浪潮（2006年至今） 与前两次浪潮不同，第三次浪潮依靠的是计算机性能的提升和海量数据的不断积累，其核心是基于互联网大数据深度学习的突破，弱人工智能初步商业化应用。2006年，辛顿提出“深度学习”概念；2017年，阿尔法围棋击败围棋世界第一棋手柯洁。这一系列促使人工智能逐渐成为当下炙手可热的研究领域。依靠算法、大数据、计算力的作用，人工智能迎来第三次浪潮。此外，深度学习在语音识别、图像识别、自然语言理解等领域均取得了突破性进展，再加上海量数据提供测试样本和强大计算能力的支持，人工智能开始向前高速发展。
目前，人工智能正处于高速发展期，开始在各行各业应用。弱人工智能已基本成熟，预计到2040年左右，将会出现强人工智能，各方面能力水平将与人类相当；随后将会出现超人工智能，即全面超越人类智能水平的人工智能。
3. 人工智能发展的“三驾马车”
算法、数据和算力作为推动人工智能技术进步的“三驾马车”，在人工智能的发展历程中不断创新。
（1）算法 人类在机器学习的算法上实现了突破，特别是在视觉和语音技术方面的成就尤为突出。人工智能算法模型经过长期发展，已覆盖多个子领域。以机器学习为例，其核心算法包括最小二乘法、K近邻算法、K均值聚类算法、主成分分析法；模型包括线性回归、逻辑回归、判定树、聚类、支持向量机等。
（2）数据 数据是人工智能底层逻辑中不可或缺的支撑要素。没有数据，针对人工智能的数据处理将无法进行。移动互联网时代使数据量呈爆炸式增长，随着大数据技术的不断提升，人工智能赖以学习的数据获得成本下降，同时对数据的处理速度大幅提升。随着人工智能技术的迭代更新，从数据生产、采集、存储、计算、传播到应用都将被机器所替代。数据处理的发展阶段如图1-5所示。
图1-5 数据处理的发展阶段
（3）算力 得益于芯片处理能力的提升和硬件价格的下降，算力大幅提升。目前，全球人工智能的算力主要是以图形处理器（GPU）芯片为主。但随着技术的不断迭代，如专用集成电路、现场可编程门阵列在内的计算单元类别将成为支撑人工智能技术发展的底层技术。
4. 我国人工智能的发展历程
我国人工智能的发展历程可以分为起步阶段、成长阶段和爆发阶段。
（1）起步阶段（1978—1999年） 1978年，国家把“智能模拟”纳入国家研究计划；1981年9月，中国人工智能学会在长沙成立。
（2）成长阶段（2000—2016年） 进入21世纪之后，我国的人工智能与智能系统的研究课题获得国家的大力支持，视觉与听觉的认知计算、中文智能搜索引擎关键技术、虹膜识别、语音识别、人机交互与合作等领域的研究获得了国家专项基金的支持，技术也取得了重大突破。
（3）爆发阶段（2017年至今） 2017年5月，阿尔法围棋成功战胜围棋世界冠军，人工智能吸引了全世界的关注；2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，指导构建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，将人工智能的未来发展上升为国家战略。