AI全球格局之人工智能即将变革的三大领域

作者 | 宫学源

人工智能技术的应用，或许能帮助蓝色星球的科学家们摆脱无穷无尽实验的痛苦，加速重大科学理论的发现，将人类文明提升到新的台阶。

——题记

人工智能技术的潜力大家都有目共睹，但未来人工智能可以用来做什么，将会给人类社会带来多大的变革，也在考验我们的想象力。

尽管人工智能技术还处在初级发展阶段，但它现有的能力也足以改变众多领域，尤其是那些有着大量数据却无法有效利用的领域。

1 人工智能推动基础科学理论突破

实际上，材料、化学、物理等基础科学领域的研究过程中充满了“大数据”，从设计、实验、测试到证明等环节，科学家们都离不开数据的搜集、选择和分析。

由于物理、化学或力学规律的存在，这些领域的数据往往都是结构化的、高质量的以及可标注的。

人工智能技术（机器学习算法）擅长在海量数据中寻找“隐藏”的因果关系，能够快速处理科研中的结构化数据，因此得到了科研工作者的广泛关注。

人工智能在材料、化学、物理等领域的研究上展现出巨大优势，正在引领基础科研的“后现代化”。

以物理领域为例，人工智能的应用给粒子物理、空间物理等研究带来了前所未有的机遇。为寻找希格斯玻色子（上帝粒子），进一步理解物质的微观组成，欧洲核子研究中心（CERN）主导开发了大型强子对撞机（LHC）。

LHC是目前世界上最大的粒子加速，它每秒可产生一百万吉字节（GB）的数据，一小时内积累的数据竟然与Facebook一年的数据量相当。

有一些研究人员就想到，利用专用的硬件和软件，通过机器学习技术来实时决定哪些数据需要保存，哪些数据可以丢弃。

事实证明，机器学习算法可以至少做出其中70%的决定，能够大大减少人类科学家的工作量。

尽管人工智能商业化发展更容易受关注，但人工智能在基础科研中的应用，却更加激动人心。

因为社会生产力的变革，归根结底在于基础科研的进一步突破。

我们或许再也回不到有着牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦等科学“巨人”的时代。

在那个时代，“巨人”们可以凭借着超越时代的智慧，在纸张上书写出简洁优美的定理，或者设计出轰动世界的实验。

像这样做出伟大工作的机会或许不多了，在这个时代，更多需要的是通过大量实验数据来获取真理的工作。

大到宇宙起源的探索，小到蛋白质分子的折叠，都离不开一批又一批科学家们前赴后继、执着探索。

人工智能技术的应用，或许能帮助蓝色星球的科学家们摆脱无穷无尽实验的痛苦，加速重大科学理论的发现，将人类文明提升到新的台阶。

2 人工智能推动社会生产效率快速提升

人工智能无疑是计算机应用的最高目标和终极愿景：

彻底将人类从重复机械劳动中解放出来，让人们从事真正符合人类智能水平、充满创造性的工作。

在60年的人工智能发展史中，已经诞生了机器翻译、图像识别、语音助手和个性推荐等影响深远的应用，人们的生活在不知不觉中已经发生了巨大变化。

未来，人工智能应用场景进一步延伸，是否能够带来社会生产效率的极大提升，引领人类进入新时代？

为了探索这一问题，曾在谷歌和百度担任高管的吴恩达于2017年成立了一家立足于解决 AI 转型问题的公司 Landing ai。

吴恩达通过一篇文章和一段视频在个人社交网站上宣布了该公司的成立，并表示希望人工智能能够改变人类的衣食住行等方方面面的生活，让人们从重复性劳动的精神苦役中解脱。

Landing的中文含义是“落地”，这家公司的目标是帮助传统企业用算法来降低成本、提升质量管理水平、消除供应链瓶颈等等。

截至目前，Landing ai已经选择了两个落地领域，分别是制造业和农业。

Landing ai最先与制造业巨头富士康达合作。

Landing ai尝试利用自动视觉检测、监督式学习和预测等技术，帮助富士康向智能制造、人工智能和大数据迈进，提升制造过程中AI应用的层次。

吴恩达认为，人工智能对制造业带来的影响将如同当初发明电力般强大，人工智能技术很适合解决目前制造业面临的一些挑战，如质量和产出不稳定、生产线设计d性不够、产能管理跟不上以及生产成本不断上涨等。

目前，工业互联网、智能制造和工业40等概念已经深入人心，传统企业都在向智能化、数据化转型，但生产过程中获取的大量数据如何应用又成了新的问题。Landing ai与富士康的合作，或许将给传统制造的从业者带来新的启示。

当然，制造业的核心竞争力还在于制造业本身，比如车床的精度、热处理炉的温度控制能力等等，农业的核心竞争力也在于农业本身，比如育种技术、转基因技术等等。

人工智能技术的主要价值在于提升决策能力，进一步提升生产效率，以及降低人的重复性劳动等方面，这就是人工智能为什么可以“赋能”各个行业的原因。

3 人工智能将有效改善人类的生存空间

自第一次工业革命以来，人类活动对自然界造成的影响越来越大，日益增长的资源需求使得土地利用情况产生巨大变化，污染愈发严重，生物多样性锐减，人类的生存空间变得越来越恶劣。

进入人工智能时代后，怎样更好地利用大数据和机器学习等前沿技术，为环保和绿色产业赋能，成为了政府、科学家、公众以及企业的关注焦点。

在能源利用方面，谷歌旗下的DeepMind无疑走在了最前面。

2016年开始，DeepMind将人工智能工具引入到谷歌数据中心，帮助这家科技巨头节省能源开支。

DeepMind利用神经网络的识别模式系统来预测电量的变化，并采用人工智能技术 *** 控计算机服务器和相关散热系统，成功帮助谷歌节省了40%的能源，将谷歌整体能效提升了15%。

2018年后，DeepMind更是将“触手”伸向了清洁能源领域。我们都知道，风力发电因为有较大的波动性和不可预测性，因而难以并入电网，无法有效利用。

DeepMind利用天气预报、气象观测等数据训练神经网络模型，可以提供36小时后的风力预测，从而让农场的风力发电变得能够预测。

一旦风力发电可以预测，电厂就能有充裕的时间启动需要较长时间才能上线的发电手段，与风力互补。如此一来，风电并网难的问题就可轻松解决。

DeepMind预测的风力发电量和实际发电量对比

在自然环境保护方面，微软的“人工智能地球计划（AI of Earth）”则为大家做出了表率。

这一计划于2017年7月启动，旨在借助云计算、物联网和AI技术，保护和维持地球及其自然资源，通过资助、培训和深入合作的方式，向水资源、农业、生物多样性和气候变化等领域的个人和组织机构提供支持。

例如，“SilviaTerra”项目通过使用Microsoft Azure、高分辨卫星图像和美国林务局的现场数据来训练机器学习模型，实现对森林的监测；“WildMe”项目通过使用计算机视觉和深度学习算法，可对濒临灭绝的动物进行识别；“FarmBeats”项目在户外环境下可以通过传感器、无人机以及其它设备改进数据采集，进而提高农业的可持续性。

在前三次工业革命中，科学技术进步给人们带来极大生活便利的同时，也带来了气候变化、生物多样性退化、大气与海洋污染等棘手的自然环境问题，人类的生存环境正逐渐变得恶劣。

从表面上看，似乎发达经济体的自然环境已经改善了，但这种改善是以转移污染、破坏发展中国家自然环境为代价的，世界整体的自然环境状况依然不容乐观。

一直以来，人们寄希望于未来的科学技术进步能够解决当下的自然环境问题，而人工智能技术的出现点燃了这一希望。

一旦人工智能技术可以加速基础科学理论的突破，实现生产效率的大幅提升，有效改善人类的生存空间，一切发展与自然环境的问题也就迎刃而解。

4 总 结

站在2019年看人工智能，不免感到几丝寒意。人工智能算法没有明显突破，鲁棒性差、算法黑箱等问题依然突出，部分商业化落地也不及预期，一些专家学者开始担心人工智能将迎来新的“寒冬”。

但若站在未来回顾人工智能，当前所有的担忧将仅仅是一个个小插曲。

即便是目前，人工智能技术的潜力也远远未终结。

人工智能即将带来的变革，仍将会超乎大部分人的想象。

近年来，许多行业都已切实感受到人工智能带来的颠覆，包括金融、制造、教育、医疗和交通等等。

但人工智能的价值维度还有很多，加速基础科学研究、提升社会生产效率和改善人类生存空间也只是其中的几个方面，我们不妨先提升一下自己的想象力。

人工智能将为人类带来怎样的变革，让我们拭目以待吧！

人工智能毕业设计（论文）课题简介
JHF1 基于VGA采集卡的VGA信号实时采集技术的研究
传统VGA信号采集通常采用软件抓屏或VGA转AV方式，但两者都面临着各种自身无法克服的弱点。软件抓屏方式通过在计算机上安装软件方式实现，通过软件进行抓屏和压缩，严重影响采集计算机的性能；在播放视频文件时，无法实时采集到画面，出现视频卡壳或者黑屏的现象。采用VGA转AV方式，VGA信号转换为视频以后，即使不压缩，清晰度也大大降低，文字、网页等内容几乎无法看清，再经过压缩，信号质量可能会更差，很难满足实际教学的需求。传统VGA信号的采集方式严重制约着多媒体教学及远程教育的发展。采用基于VGA采集卡的VGA信号实时采集技术，即直接采集设备的VGA数据，既能保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真，从而完美解决了VGA信号的实时采集压缩这一难题。
JHF2 基于PC的网络视频服务器的设计
视频服务器可以看作是不带镜头的网络摄像机，或是不带硬盘的DVR，它的结构也大体上与数字硬盘录像机相似，是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成。视频服务器将输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。由于视频服务器将模拟摄像机成功地“转化”为网络摄像机，因此它也是网络监控系统与当前CCTV模拟系统进行整合的最佳途径。网络视频服务器除了可以达到与网络摄像机相同的功能外，在设备的配置上更显灵活，克服了网络摄像机通常受到本身镜头与机身功能较弱等不足。
JHF3 教育资源库管理系统的设计
教育资源库是教育信息化中的主要组成部分，教育资源库的建设包括软硬件平台、资源和服务等方面的建设。教育资源库软件平台是支撑教育资源管理和使用的基础平台，是整个软件平台的核心。系统平台支持基于B/S结构的各类Web应用，通过“Web Service”技术提供了一整套接口机制实现跨平台、跨服务器的系统耦合，实现统一用户、统一登录、统一产品入口等重要功能。从资源使用和管理的流程出发，平台的功能包括资源目录浏览、资源检索、资源前台服务管理、系统后台管理、计费管理、资源统计、个人知识管理器等主要功能，对八类标准资源子库实施 *** 作。
SSD1 ▲应用不确定性推理评估交通流及安全性
城市交通拥已经成为社会急需解决的迫切问题，也是当前个学科协同作战的重大课题。拟采用人工智能中的不确定性推理方法评估交通流及安全性问题，并提出合理的建议。
SSD2 ▲大学校园安全报警系统研制
根据校具体情况，联系公安部处、学生处等有关部门，研制该系统软件，对于解决灾害和突发事件等建立安全预警专家系统有实际意义，且能通过计算机软件和人工智能的工具实现理论与实际相结合。
SSD3 基于PC的数字硬盘录像机的设计
数字硬盘录像机硬件组成上采用PC机，通用性强；软件采用了嵌入式LINUX *** 作系统，以及在此基础上开发的应用软件，没有版权问题的困扰。既无需购买昂贵的 *** 作系统，又遗弃了使用盗版软件的尴尬。 *** 作系统为嵌入式LINUX系统， *** 作系统可以做的相对比较小，既可以加载在硬盘上，也可以固化在优盘、CF卡、电子硬盘上，写入数据后永不丢失，便于系统本身的稳定以及方便升级。系统稳定性好、通用性强、适用性广，对断电、非法 *** 作、病毒等均不受影响。
GSY1 基于支持向量机行人检测
模板匹配的方法在行人检测问题中也是适用,用于匹配的模板的形状类似棒棒糖。多数清况下,行人会在手放在身体两侧,这意味在多数清况下,行人是有可能被检测,此外行人的运动也具有特征,同样也可被检测出来有多种特征选择算法可供选择,选择了小波系数作为窗口的局部特征,这里小波系数是对特定滤波器的响应特征选定以后,可以按照训练支持向量机方法,诸如自举方法进一步改善系统性能。
GSY2 基于行人检测的WEB服务探测技术
1）感知界面 互联网出现使人为中心的人机交互逐步演变为人网交互,用计算机代替人实现对多媒体数据流自动分析,进而实现网络多媒体数据有效的管理,查询和组织,交互检索,可视化反馈界面,网络交互面向>这是人工智能的的全部课程，要是感兴趣的话可以了解一下：
第一阶段
前端开发 Front-end Development
1、桌面支持与系统管理（计算机 *** 作基础Windows7）
2、Office办公自动化
3、WEB前端设计与布局
4、javaScript特效编程
5、Jquery应用开发
第二阶段
核心编程 Core Programming
1、Python核心编程
2、MySQL数据开发
3、Django 框架开发
4、Flask web框架
5、综合项目应用开发
第三阶段
爬虫开发 Reptile Development
1、网络爬虫开发
2、爬虫项目实践应用
3、机器学习算法
4、Python人工智能数据分析
5、python人工智能高级开发
第四阶段
人工智能 PArtificial Intelligence
1、实训一：WEB全栈开发
2、实训二：人工智能终极项目实战

人工智能算法需要强大的计算和存储资源，传统的个人计算机和服务器已经不能满足它们越来越高的需求。除此之外，高性能计算也需要比普通计算更高的耐用性和安全性，这正是运营商服务器的长处之一。运营商的服务器具备高性能、高存储容量、高稳定性和高安全性等优势，可以帮助企业快速搭建高性能的人工智能应用平台，而且它们还具有许多其他优点。首先，运营商的服务器通常具备更快的处理速度和更大的处理能力。这是因为它们使用的是更加先进的处理器，并且可以使用多个处理器同时处理数据和任务，从而提高处理速度和效率。其次，服务器通常具有不间断的电力供应和备用电源，这极大地减少了由于停电或停机造成的数据丢失或损坏的风险。此外，服务器还可以通过专用的软件进行自动备份和数据恢复，确保数据的安全性。最后，服务器通常可以承载更多的网络访问和用户请求，并能够更好地应对负载均衡的问题，从而提高应用程序的响应能力和稳定性。总之，运营商的服务器是进行人工智能开发的理想平台，拥有更加高端的硬件配置和优越的网络环境，这可以降低装备成本、提高应用性能、保证数据的安全性、提供更好的用户体验等。因此，运营商也为人工智能的开发和应用提供了很好的支持和保障。

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