智能专业导论

智能科学与人类的生活

众所周知，未来生活会智能化，如今的智能手机，智能家居，智能科学将会在人类的方方面面产生巨大的影响。我们正沿着信息高速公路迈向智能时代的入口处。以智能科学技术为核心、生命科学为主导的高科技，将掀起一次新的高科技革命——智能技术革命。

交通：智能系统实现安全畅通

智能交通系统ITS（Intelligent Transportation System）是一种先进的运输管理模式。中国科学院自动化研究所副所长、复杂系统与智能科学重点实验室主任王飞跃介绍说，人工系统主要利用计算机仿真技术，通过监测人们出行的行为计算交通流。比如上下班、接送小孩、上街等产生的交通流，进而研究不同时段的交通特征。人工系统不仅可以作为学习、管理的中心，培训交通管理员和操作员，还可以作为实验与评估的工具。比如，人工系统可以模拟交通事故或恶劣天气，以此观测紧急情况造成的道路拥堵情况和对其他路段的影响。

一个成功的智能交通系统，要做到人、车、路整个大系统的协调，通过搜集信息来计算：路能容纳多少车，客流量需要多少车，车怎么发挥最大的效益，最终做到有人必有车，有车必有路。

自20世纪70年代以来，西欧、北美和日本竞相开展了对智能运输系统的开发研究，到今天，已经取得了很大的进展。在不久前召开的第14届智能交通世界大会上，各种各样人性化、智能化的交通系统大显神通。据了解，明年起我国自主研制开发的不停车收费系统将全面使用，高速路等路口停车收费导致拥堵的现象将在北京消失。届时，每条车道的通行能力将达到每小时800至1200辆次。

也许，在不久的将来，我们将拥有一个完善的智能交通系统，即平行交通管理系统，这也是中国科学院自动化研究所长期的一个研究项目。王飞跃介绍说，所谓平行系统，是指由某一个自然的现实系统和相应的一个或多个虚拟或理想的人工系统所组成的共同系统。与此同时，平行交通管理系统中还有一套完全对应的实际系统。

第一，控制实际交通的计算机总要出毛病，一旦出毛病，我们就可以切换到人工系统，进行热备份，这比冷备份要好得多；第二，人工系统能够模拟实际交通的各种情形，如果有意义，实际系统完全可以借鉴。而且，实际交通中一些难以弄明白的问题也可以通过人工系统来研究和解决，优化道路交通管理措施。

农业：专家系统会诊作物生长

农业专家系统用来做什么？众所周知，专家系统是一类包含知识和推理的智能计算机程序。农业专家系统可以代替农业专家群体走向地头，进入普通农家，并指导农民科学种田。

农业专家系统包含了农业各个领域的专家经验、知识，如作物栽培、植物保护、配方施肥、农业经济效益分析等等。例如，针对作物不同时期和不同环境条件出现的各种症状，诊断可能出现的病虫灾害，病虫害防治专家系统提出了有效的防治方法。栽培管理专家系统是在各个作物的不同生育期，根据不同的生态条件，进行科学的农事安排，包括栽培、施肥、灌水、植物保护等。

许多设计出来的农业专家系统，大都声、图、文并茂，通俗易懂，操作方便，很容易为广大农

民所接受。因此可以说，在农业上，加入人工智能的方法能够极大地促进我国农业的增产丰收。

医学：机器代替专家看病

世界上第一个专家系统DENDRAL是化学分析专家系统，于1968年研制成功。9年后，我国也有了第一个专家系统——中医关幼波肝炎诊断治疗程序，这也是国际上第一个中医专家系统。

现代人工智能在我国最早的应用就是中医专家系统。医疗专家系统具备了很多优点。比如，它可以把有关的医药知识和许多著名医生的临床经验都存储在计算机中，根据病人的症状计算机可快速调用这些医学知识，自动进行辨症推理，确定病因，开具处方。可以说，医疗专家系统的出现，解决了名医经验失传的问题，让一般的医生很快就能上升到名医行列。同时，它超越了时间和空间的限制，能够为广大的患者服务。

在美国，一个很有名的医疗专家系统MYCIN证实了它的价值。该系统是为协助内科医生诊断细菌感染病人，为患者选择适当的抗菌药物而设计的。它能识别51种病菌，正确使用23种抗菌素，还能够向医生学习新的规则，修改已有规则，向用户解释自己的诊断过程。

然而，人工智能在医学上的应用还远远不止这些。最近，就有苏格兰的一家假肢制造公司推出了一种每根手指都装有电动机的人造手，能够帮助患者抓取东西、操作键盘等。此外，将微型智能机器人应用在体内手术上，不用开颅，开一个小口，把机器人放进去，到指定的位置疏通血管或者切除病变组织；或是把胶囊形状的图像探测机器人吞入腹中，消化道的图像就可以显示出来，达到检查消化道的目的……说起人工智能的种种应用。

随着科学家们对人类大脑和神经系统的研究越来越多，许多科学家断言：机器的智能会迅速超过阿尔伯特·爱因斯坦和霍金的智能之和。到21世纪中叶，人类生命的形式也许会发生变化。智能芯片的植入将增强人类的思考能力，并且开始向一种新型的人/机复合智能形式过渡。

家居：个性化的生活方式

智能家居系统——为普通消费者提供人性化、主动管家式的服务系统。中国科学院自动化研究所副所长，复杂系统与智能科学重点实验室主任王飞跃教授给记者描述了一幅人性化的图景：当主人外出时，可以命令各种系统自动工作，比如关掉冷气、音响和电视机的电源，接电话自动留言等。当主人回家后，可以发出指令，打开空调，调节室内光线，开启自动做饭系统做饭、煮咖啡等。不少科学家目前还在构想未来的智能化厨房，它将通过互联网与超市相连。用扫描仪记录冰箱中食品的条形码，将信息送入计算机；当食品快用完时，它就会自动打出订货清单，通过互联网送到超市，商店则会及时发送当天订购的货物；如果储存的食品将要超过保质期，冰箱还会自动发出警告。

然而，目前的智能家居还处于研究试验阶段成本是最大的问题，而另一个更加重要的条件是将人的因素放入智能家居系统的研究中，不能让人改变自己去适应这个系统，一定是这个系统符合人的心理。现在的智能家居只适合高智能的人使用，而不适合普通人使用。人们真正需要的是傻瓜型的智能家居，能体帖到用户的需求并方便“交流“的智能家居。

未来：智能实现“心想事成”

人工智能发展到高级的阶段，就可以真正实现‘心想事成’。比如，你想知道我在想什么，立即就可以通过脑电波和人工智能技术获取。脱离通常的计算机上网方式，通过脑电波和英特网随时随处获取信息，这样人类就真正进入到了一个新型的智能化社会。”中科院计算所主任研究员、中国人工智能学会副理事长史忠植笑着说，“信息的来源就好像我们需要灯光时打开电源开关一样简单，不管怎么理解，科学的发展最终是要真正服务于人类的。

目前我们需要解决的问题还有许多：包括通过脑科学和智能科学结合探讨人的本质、思维过程；解决计算机的高性能和它的低智能方面的矛盾；通过把信息、脑、生物和纳米技术结合，使得我们人类具有各种各样的传感器。”史忠植强调，特别是智能技术、生物技术与纳米技术相结合，研制具有生物特征的智能机，将是21世纪高技术革命的突破口。生物智能的体积可以很小，与生物体同质，能够植入人脑，成为人机共生体，这样就真正出现了人机共同思考的时代。

在机器智能中，有一个正在研究的全新的发展思路，那就是将机器智能与动物智能结合起来，从而形成一个更有效的高级智能系统。比如在地震之后，抢险人员要迅速了解废墟下是否有人，就可以将机器与老鼠结合运用。目前的智能机器人可以做得很小，但其行为能力和智能远不如老鼠；老鼠的体积比较小，容易钻到废墟下，但是无法听人指挥并告知人它所看到的一切。如果机器能破译老鼠的语言和脑电波，通过在老鼠体内植入专门芯片，将机器与老鼠连在一起，机器就可以指挥老鼠的行动方向，理解老鼠感觉到的一切，从而快速了解地下的情况，找到遇险人员，实施有效的救助。这是一条既经济又快捷的形成高级智能系统的途径和方法，当然，这项研究才刚刚开始，许多还只是设想。

发展人工智能的终极目标是让机器成为人类得心应手的助手，成为人类团队的后备力量。在一项工作中，人类进行高级决策，把体力上和低级脑力上的劳动交给机器来处理，人机合一，提高效率，生活也将变得更加便利。

智能科学与技术

班级智能科学与技术1401 姓名何伟峰