内容推荐 本书将读者群设定为普通大众,旨在令不熟悉人工智能专业词汇、没有专业背景的普通读者也能够读懂本书。书中选取了具有代表性的人工智能基础研究的相关主题,也是读者想要了解的问题,如人工智能是什么时候出现的,人工智能会超越人类吗,什么易导入人工智能,什么不易导入人工智能,怎样从信息角度来学习人工智能,人工智能应用的领域有哪些等。 本书语言通俗易懂,采用大量插画进行讲解,一一为读者解答了人工智能的问题。不论是对人工智能感兴趣的非专业人士,还是准备从事人工智能相关工作的学生,都能通过本书了解人工智能的方方面面。 作者简介 坂本真树,1993年东京外国语大学外国语学院毕业,1998年东京大学研究生院综合文化学院语言信息科学专业博士(学术博士),1998年东京大学助理,2000年电气通信大学电气通信学院信息通信工学专业讲师,2004年电气通信大学研究生院通信学院人类交流学科助教,2015年电气通信大学研究生院理工学院综合信息专业教授,同时在电气通信大学人工智能研究中心兼职。 签约Oscar Promotion事务所(业务合作)。 多次参与录制电视节目,如《真假TV》》(富士电视台)等。 信息处理学会、人工智能学会、日本感性工学会、日本虚拟现实学会、日本认知科学会、日本认知语言学会、日本广告学会,cognitive science society 成员。 多次获奖,如国际会议最佳演讲奖、人工智能学会论文奖等。 主要著作 《一本漫画学懂技术英语》,欧姆社,2016年 《被宠爱的人都在用!提高女性魅力的拟声拟态法则》,立冬社,2013年 目录 第1章 人工智能是什么? 1.1 人工智能是什么时候出现的? ·人的智能?人工智能? ·图灵测试:哪个是人类? ·寂寞的人工智能?! ·人和人工智能的区别 ·伴随着计算机发展 ·AI的历史:达特茅斯会议 ·AI的历史:第一次人工智能热潮 ·AI的历史:第二次人工智能热潮 ·现在,第三次人工智能热潮! 1.2 这是人工智能? ·人工智能与机器人的区别 ·机器人研究?人工智能研究? ·人工智能需要身体吗? ·第1级人工智能 ·第2级人工智能 ·第3级人工智能 ·第4级人工智能,专用人工智能 ·第5级人工智能,通用人工智能 1.3 人工智能会超越人类吗? ·奇点是什么? ·奇点:可怕?不可? ·如何实现通用人工智能? ·AI导致人类灭亡的可能性有多大? ·AI之下我们的未来会怎样改变呢? ·将来,哪些职业会消失? ·将来,哪些职业会留下来? 第2章 容易导入人工智能的事物和不容易导入人工智能的事物 2.1 容易导入人工智能的事物 ·可以导入网络上的任何信息 ·0和1数字数据 ·各种数据(语言、动画、音频) ·让计算机拥有视觉 ·数码相机的演变 ·像素提高,超过人类?! ·世界共享的数据 ·图像识别的竞赛:ILSVRC ·让计算机拥有听觉 ·使用两个麦克风的语音识别 ·多个麦克风 ·把语音转化成文字? ·声学模型和语言模型 2.2 不容易导入人工智能的事物 ·“意思”很难懂…… ·什么是语义网络? ·不理解“意思”也能够做出回答? ·什么是潜在语义分析? ·为什么Torobo-kun选择放弃 ·如果要变聪明,需要五感齐备吗? ·人工智能的味觉是什么? ·人工智能的嗅觉是什么? ·将来会怎么处理气味? ·人工智能的触觉是什么? ·实现触觉真的很难! 第3章 人工智能是怎样从信息中学习的? 3.1 什么是机器学习? ·让机器设备(计算机)也能够学习! ·什么是监督学习? ·分类问题:判断垃圾邮件 ·回归问题:预测数值 ·寻找合适的线(函数)! ·当心过度学习! ·什么是无监督学习? ·试着分组吧! ·k-means分类方法 ·强化学习是“蜜糖”与“鞭子” 3.2 什么是神经网络? ·大脑依靠神经元运作 ·人工神经元的构造 ·代表了重要度和信赖度的权重 ·赫布定律 ·什么是感知机? ·线性不可分! ·BP算法(误差反向传播算法) ·为了减小误差,调整权重! ·增加层数:信息传递不到! ·支持向量机的优点是什么? ·权衡过度学习和泛化 3.3 深度学习有哪些厉害之处? ·深度学习成名的日子 ·能够自己提取特征,厉害! ·4层以上的深度学习 ·自编码的输入和输出是相同的! ·让输入与输出具有相同的意义 ·或许和人越来越像? ·深度学习的方法 3.4 AI三大模型中的“遗传算法”是什么? ·AI三大模型的方方面面 ·以达尔文的进化论为基础 ·遗传算法的使用方法 第4章 人工智能的应用实例 4.1 人工智能的进化在“游戏”中的应用实例 ·游戏AI的进化历史 ·人类与AI对战(国际象棋篇) ·人类与AI对战(日本象棋篇) ·人类与AI对战(围棋篇) 4.2 第三次AI热潮的导火索在“图像”领域的应用实例 ·谷歌的猫 ·图像识别的发展 ·医疗领域的应用(庄野实验室) ·医疗领域的应用(恶性黑色素瘤的判别) ·医疗领域的应用(癌症的检测) ·为了提高诊断的准确度 4.3 “自动驾驶AI”的实际应用 ·自动到什么程度? ·为了实现自动驾驶 ·自动驾驶的训练步骤 ·为了掌握位置和情况 ·事故的原因究竟是什么? 4.4 “对话AI”的应用实例 ·为了和计算机对话 ·“有知识”对话AI ·“无知识”对话AI ·制造对话的三种技术 ·为了自然的对话 4.5 “遗传算法”在“拟声拟态词”上的应用实例 ·贴近人心的拟声拟态词 ·生成拟声拟态词的系统 ·拟声拟态词的生成 ·在优化过程中要做些什么呢 4.6 AI在“艺术”领域的实践 ·AI在艺术方面的挑战(小说篇) ·AI小说项目 ·AI在艺术方面的挑战(绘画篇) ·AI在艺术方面的挑战(作曲篇) 结语 参考文献 索引 序言 近年来,人工智能相关 书籍如雨后春笋般出版问世 ,其销量亦势头甚猛。原本 我是没有十分积极地想要去 写一本人工智能科普书的。 我想着,在这种时候再写人 工智能的书,是不是已经有 些迟了呢。就在这个时候, 与我曾合作过的欧姆社提议 ,“既然老师您是人工智能 学会的学会杂志编委,那么 能否从您的角度出发,写一 本人工智能相关的书呢?” 我的性格是很难拒绝他人请 求的(当然,在由于某些不 可抗力的原因、无法完成的 时候,我还是会拒绝的), 我又觉得,别人对我的请求 其实是机会,于是我便充满 谢意地接受了这次邀约。 既然说要写一本“从我的 角度出发的人工智能书”, 我最初想到的,是立足于以 下两篇论文来写一本书,即 获得了2014年度人工智能 学会论文奖的《推测象声词 微妙印象区别的系统》(人 工智能学会论文集29卷1号 )及《生成匹配用户感性印 象的系统》(人工智能学会 论文集30卷1号)。但是这 又专业性过强,最后我决定 将写作方向由专业级转向入 门科普级。 本书旨在令完全不了解 人工智能的读者也能够轻松 阅读并学习。不论你是希望 将来学习人工智能专业的高 中生,是对人工智能感兴趣 的文科生,是无法忽视人工 智能存在的企业人员,还是 仍然希望活跃在社会的老年 人;不论你现在是在理工类 院校开始从事相关信息研究 ,或是对于你的孩子将要生 活在人工智能社会而对他的 未来充满担忧,均可阅览本 书。可以说是男女老少均可 阅读。 虽说本书写作的初衷是 让读者能够轻松读懂,但是 关于深度学习的内容也是一 定会写到的,于是第3章的 内容也随之变难了。这一部 分的内容,不论是在哪一本 入门书中都是很难的,这也 令我们这些入门书的作者十 分头疼。就在这种心情之下 ,我将书稿发给了欧姆社。 多亏了这些妙趣横生的插图 ,让本书能够给人以简单易 懂的印象。对此,我深表感 谢。 在初稿完成后,我实验 室里的学生川岛卓也君帮我 通读了一遍全书。川岛卓也 君的毕业论文是利用深度学 习来完成的。他指出了本书 的疑难之处,并就他本人在 意的地方提出了意见。感谢 川岛君,在完成了毕业论文 、本应放飞自我的时期里, 认真地研读我的书并积极思 考,给出意见。 最后,由衷感谢欧姆社 编辑部的各位老师,在短时 间内推进企划;由衷感谢 sawa公司的泽田老师,为 本书画出如此精美的插画。 希望借助本书的微薄之 力,能够让更多的人关注到 人工智能。 坂本真树 导语 书中介绍了人工智能的方方面面,包括AI的历史、现状、未来、发展、工作原理、应用实例;通俗易懂的语言轻松愉快的漫画,增加了阅读的趣味性;总之就是很有趣又能学到知识的一本书。 本书旨在令完全不了解人工智能的读者也能够轻松阅读并学习。 后记 未来的人工智能研究,“ 感性”是关键。 ——坂本真树 我的目标,是希望推动“ 感性”来作为人工智能研究 的关键词。 人工智能学会原会长、 公立函馆未来大学的松原仁 老师,也曾多次在不同场合 公开表示,他也认为未来人 工智能研究的关键是“感性” 。松原仁老师表示,在人工 智能研究的60年间中,有大 半的时间,人们是将其作为 解决逻辑思考等复杂问题的 理性对象进行研究的,但如 果不把理性和感性结合起来 ,就不能称其为接近人类才 智的人工智能。 当你想到在家中与你一 起生活的机器人时,如果你 会感觉它“虽然脑子聪明, 但真是个不能懂我的家伙” 的话,这会让人有些难受吧 。又或者,当你说“今天好 热啊”,它就只是机械地回 答你“是的,今天的温度是 35摄氏度”。即使回答了你 ,但还是会觉得哪里怪怪的 。像这样的例子简直是不胜 枚举。 我也是这样认为的,所 以我现在就在做拟声拟态词 应用于人工智能上的研究。 关于拟声拟态词,在本书中 也有介绍。如果你对机器人 说“今天好热啊”,它回答你 的是“嗯嗯哒”的话,是不是 就更能够贴近你的心了呢。 松原老师致力于研发出 理解人类感情微妙之处的人 工智能,并以此为着手点, 开始了让人工智能写小说的 项目。我也一直致力于令人 工智能创作歌词的研究,创 作出的歌词会用于偶像组合 的新歌中,并通过这样的方 式来检验歌词的优劣。本书 出版的时候,也会随之公开 这些歌词。 说到识别感情的AI,大 家应该会想到软银的机器人 Pepper吧。虽然大众指出 了Pepper的许多问题,如 对话能力不足等,但它提高 了大众对于贴近人类感情这 一类人工智能的关注度。因 此,从这一点来看, Pepper是作为一名十分优 秀的机器人闪亮登场的。 尽管现如今的人工智能 发展远远称不上尽善尽美, 余下亟待解决的问题也很多 ,但正因如此,未来的人工 智能研发人员就有了更多可 做的工作,也有了更多的机 会。 2016年9月,钻石出版社 出版了《如何面对人工智能 ——机械》一书。该书的核 心部分,就是刊登在 《DIAMOND哈佛商业评论 》2015年11月期特辑《人 工智能》上的论文。而自 1922年起创刊的《哈佛商 业评论》(Harvard Business Review)的日文 版,就是于1976年创刊的 《DIAMOND哈佛商业评论 》。 书中的中心观点就是“人 工智能不可能像人类一样智 能”。这本书中也指出:“手 感、心情的好坏、美丽的程 度等大部分人的价值观念, 是与感受、感情息息相关的 ,而非逻辑。”因此,人工 智能没有人类所拥有的触觉 等知觉,是感受不到上面所 说的那些感受的。 比如说,人工智能通过 学习网络上的信息,即便能 够识别出人类喜欢什么样的 东西,买东西的人会觉得什 么样的东西好等等,也无法 产生和人类一样的感觉,也 无法理解人类的感觉。因为 人工智能无法拥有人体所产 生的知觉,因此我可以在此 断言,人工智能是不可能做 到理解人类的五感的,如外 观、触觉、味道、香味等等 。关于这一点,我们不需要 再抱有任何期待了。 文部科学省有一项研究 助力制度,即科学研究费补 助金制度。通过2015年度 到2019年度的补助,脑科 学、心理学、工程学等研究 者聚起来,推动建立了一项 共同研究项目——“多元质 感识别的科学性阐释和创新 性质感技术的创造(简称多 元质感)”。我作为研究代 表也参与其中。 除此之外,在人工智能 学会,也成立了名为“质感 与感性”的组织会。该组织 会中的研究人员以五感作为 研究对象,进行了诸多独立 研究。该组织会希望通过他 们所做的报告,给所有的研 究者们一个机会,让大家都 共享研究成果的进展,共享 方法论。 这个组织会虽然还是以 人的五感和喜恶等有关价值 判断的理工科研究(图像处 理、触觉工程学、音乐学、 机器学习、感性工程学、语 言处理)为中心,但它也是 一个新的、供大家讨论的平 台,让大家能够在这里,通 过和知觉心理物理研究、脑 神经科学等生物系研究者的 合作,探讨更多人工智能研 究开发的可能性。 2017年3月16日,索尼中 心在东京举办了电气通信大 学人工智能尖端研究中心研 讨会。开幕式上,我介绍了 我的研究方法,并获得了参 会企业振奋人心的评价:“ 今后的人工智能就是你说的 这样吧!” 人工智能的长足发展之 下,识别技术、数值预测能 力不断上升,运用于生产制 造的自动驾驶也在不断发展 。但是,现如今的人工智能 研发仍是侧重于以及操作那 些有着对错之分的事物上。 但是,在我们的世界中 ,并不是每件事都能够先判 断正确与否,然后才去付诸 行动的。甚至可以说,非黑 即白的事情几乎就是没有的 。而每个人感受一件事的方 法又都是不同的,如果有种 方法能贴近人们不同的喜好 ,这难道不是件好事吗? 2016年9月刊的人工智能 学会杂志,策划了一档《人 工智能与Emotion》特辑。 这期特辑的主题,就是希望 引发大 精彩页 人的智能?人工智能? 每当人们问我:“你在研究什么?”我都会回答:“人工智能。”紧接着,几乎每次我都会被问这个问题:“哎呀!好厉害!不过,人工智能是什么?” 我们几乎每天都能在媒体上听到“AI”“人工智能”这两个词语。可尽管人工智能已经得到如此广泛的普及,为什么人们还是觉得人工智能很难懂呢? 人工智能,顾名思义,指的是通过人工制造出的智能,但即便是这样解释,人们还是会疑惑:“通过人工制造出的智能是什么?说到底,智能是什么?” 这类疑问层出不穷并不是没有道理的。即便是在人工智能研究者所聚集的人工智能学会中,有许多会员都并不明确了解自己研究的到底是什么,研究目标是什么。 这是因为,从“所谓‘智能’是什么?又如何通过人工手段来实现它?”等问题出发,就一定会追溯到人和人工制品的区别是什么、人工智能是什么之类的哲学性问题。 我原本是对人的智能这一方向更加关注,也在持续研究,但我总会翻来覆去地想许多问题,诸如“如果想用人工的方式来实现人的智能,那么或许就需要更加懂得人的智能和人类本身”“说起来,我们为什么会知道自己以外的人也是人呢”等等。只是,人们研究人工智能的目标并不是知道人类在做什么,而是要通过人工(从工程学角度)实现人的智能。 图灵测试:哪个是人类? “和我对话的是人类还是人工智能呢?” 英国著名数学家阿兰·图灵(Alan Turing,1912~1954)提出了著名的“图灵测试”。 在图灵测试中,测试者由人类担任。测试者与搭载人工智能的计算机进行五分钟的对话,然后判断对方是人类还是人工智能。 如果有三成以上的测试者都将人工智能错判成人类的话,那么就代表该人工智能通过图灵测试。然而,和人类进行普通对话并非易事,很长一段时间内,没有任何一款人工智能通过图灵测试。 2014年6月,俄罗斯研发的人工智能尤金·古斯特曼(Eugene Goostman)通过了图灵测试,引发了媒体的轰动。 只是,大众普遍认为,尤金之所以能够通过图灵测试,与其说是因为它以不逊于人类的语言表达完成了对话,毋宁说是由于它的设定是一位十三岁的少年。 说到底,人类想准确地判断人工智能的发展情况,也是需要技术支持的。 2015年于北美公映的《机械姬》,讲述了一个负责网络搜索引擎的编程人员,受到CEO的邀请后,在一幢别墅内按照指示,进行图灵测试以测试人工智能完成度的故事。虽说《机械姬》是一部心理电影,但它也能够促使人类思考,人工智能能否拥有意志和感情、人工智能和身体性能的问题等。 除了《机械姬》,还有《终结者》《她》《超越那一天》等与人工智能相关的电影,其内容大多都是人类受到人工智能的威胁,对于人类来说存在人工智能的世界是不幸的。或许是由于这个原因,许多人都感觉人工智能是恐怖的。 然而现如今,并没有研发出一台真正意义上通过图灵测试的人工智能。 寂寞的人工智能?! 如今的人工智能无法准确理解语言的意义,也就是说,它无法理解对方说的话究竞是什么意思。虽说学界曾经研发了人工智能机器人——“Torobo-kun”,并以通过东京大学入学考试为其目标。但由于日语科目需要理解文章意义,得分十分困难,所以“Torobo-kun”的研发团队最终放弃了这一目标。 此外,让人工智能拥有人类的感情、拥有可以产生共鸣的“心”是十分困难的。除此之外,让人工智能拥有意志也是极其困难的。由于人工智能是机械(人工智能与机器人的区别在第17页中说明),所以它们不会拥有愿望和欲望,没有可以作为判断事物基准的价值又见,也没有自己的性格与个性,它们更不能自己为自己设立目标。 然而,我们可以制造出一种人工智能,让人类误以为它们已经拥有了上述情感。人类在对眼前的事物、对象进行辨别时,会判断它们是机械,还是拥有自主意志的主体。由于人类是社会性动物,因此,与他人产生关联是人类的本能。如果感到对方和自己类似的话,便会很容易认为它们和人类拥有同样的感情、心灵和意志。 在著名的人形机器人研发专家大阪大学教授石黑浩的实验室中进行了一项实验,专家对处在沉默状态的人形机器人★做出招手等打招呼的动作,让机器人做出注视对方等基本动作。这样一来,人类很容易就会认为人形机器人是十分寂寞的,也让人类认为人工智能是有感情的。 P3-6 |