图说人工智能的研究内容

AI究竟研究哪些内容？我们可以从数据的角度和应用的角度两个视角加以讨论。

1.从数据的角度看AI的研究内容

AI系统所使用的常见数据可以分为：多媒体数据（图像和视频）、语音数据、嗅觉数据、触觉数据等类型。相应地，根据AI系统所使用的数据类型可以将AI的研究内容分为：计算机视觉[6][7]、自然语言处理[8][9]、计算机嗅觉[10]、计算机触觉[11]等。具体可以参见图1-3。

图 1-3 从数据类型的视角看AI的研究内容

计算机视觉的研究内容是希望通过视觉传感器采集数据，然后交由计算机系统进行处理，以期代替人眼观察的功能。目前已经普及的计算机视觉的应用包括人脸识别、交通监控、三维动画和游戏的自动生成等。

自然语言处理的研究内容主要包括：语音识别、字符识别、文本翻译、人机对话等。自然语言处理是人工智能比较难的研究领域之一，主要的困难在于语义信息的歧义性。同样一段文字，不同的人有不同的理解；同样的对话，不同的人有不同的反应：这些都是因为语义的理解存在歧义性。人去理解尚且困难，何况是机器。

计算机嗅觉是人工智能领域一个比较新的方向。其主要研究内容是通过嗅觉传感器采集气味分子的信息，从而分析气体的成分和特性。最典型的应用就是有毒气体的检测和报警。

计算机触觉是指通过触觉传感器检测物体表面的温度、湿度、硬度、粗糙度等触感信息并进行分析处理。其典型应用是可以帮助触觉神经有障碍的人士恢复触觉信息的感知。

2.从应用的角度看AI的研究内容

从应用的角度看，AI的研究内容就是利用AI的相关理论去解决生产生活中具体应用领域的问题。用现在比较流行的说法就是“AI+”。例如，AI+农业就衍生出了一个新的研究领域——智慧农业，而AI分别和交通、医疗、教育、金融等相结合就衍生出了智能交通、智慧医疗、智慧教育、智慧金融等新研究领域。上述过程，具体可参见图1-4，该图只是从应用的角度给出AI研究内容的部分示例，切不可以为AI的研究内容只有图中列出的内容。

图 1-4 从应用的视角看AI的研究内容示例

3.人工智能的主要学派

根据王万森教授的著作《人工智能原理及其应用》[2]，AI的主要流派可分为：符号主义、连接主义、行为主义。

符号主义是一种基于逻辑推理的智能模拟方法，又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派。它是基于物理符号系统假设和有限合理性原理的AI学派。符号主义学派认为AI起源于数理逻辑，人类认识（智能）的基本元素是符号，认识过程则是符号表示上的一种运算。

连接主义又称为仿生学派或生理学派，是基于神经网络及网络间的连接机制与学习算法的AI学派。这一学派认为AI源于仿生学，特别是人脑模型的研究。

行为主义又称为进化主义或控制论学派，是基于控制论和“感知——动作”控制系统的AI学派。行为主义认为AI起源于控制论，提出智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应，而不是表示和推理。

参考文献

徐洁磐. 人工智能导论（第2版）[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2021.

王万森. 人工智能原理及其应用（第4版）[M]. 北京: 电子工业出版社, 2018.

李德毅. 人工智能导论[M]. 北京: 中国科学技术出版社, 2018.

谭营. 人工智能之路[M]. 北京: 清华大学出版社, 2019.

尼克. 人工智能简史（第2版）[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2021.

马颂德, 张正友. 计算机视觉:计算理论与算法基础[M]. 北京: 科学出版社, 1998.

郑南宁. 计算机视觉与模式识别[M]. 北京: 国防工业出版社, 1998.

宗成庆. 统计自然语言处理[M]. 北京: 清华大学出版社, 2013.

刘开瑛, 郭炳炎. 自然语言处理[M]. 北京: 科学出版社, 1991.

高大启, 杨根兴.嗅觉模拟技术综述[J].电子学报,2001(S1):1749-1752.

王党校, 焦健, 张玉茹,等. 计算机触觉:虚拟现实环境的力触觉建模和生成[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2016,028(006):881-895.

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