電子信息技術(shù)發(fā)展模式

時(shí)間:2022-01-30 03:18:08

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電子信息技術(shù)發(fā)展模式

【摘要】隨著AI技術(shù)的發(fā)展,越來越多的行業(yè)利用AI技術(shù)進(jìn)行行業(yè)升級(jí)和變革。比如AI+地鐵出行,可以打造地鐵出行智能化;AI+醫(yī)療,可以利用機(jī)器人進(jìn)行手術(shù),AI+農(nóng)業(yè),可以用于智能灌溉等等。今天,本文主要探討電子信息技術(shù)應(yīng)用于AI新的發(fā)展模式。本文首先概述了電子信息技術(shù)及其發(fā)展,接著概述了AI的發(fā)展及其作用,最后分析了電子信息技術(shù)應(yīng)用于AI的新的發(fā)展模式,包括電子信息技術(shù)支持AI更快發(fā)展和AI讓電子信息產(chǎn)品更加智能兩個(gè)方面。

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)+;電子信息技術(shù);AI

1引言

400萬~500萬年前,人類開始直立行走后,先后經(jīng)歷了石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代,但歷經(jīng)幾百年的演變,只是工具的材質(zhì)在發(fā)生變化,人類社會(huì)從事勞動(dòng)的方式基本沒有改變。直到第一次工業(yè)革命時(shí)期,人類擁有了蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī),人力開始被機(jī)械替代,效率發(fā)生質(zhì)的提升。100多年后的第二次工業(yè)革命,人類社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展又有一次重大飛躍,電器開始代替機(jī)械,電燈、電話的問世標(biāo)志著人類進(jìn)入了電氣時(shí)代。第二次工業(yè)革命中,機(jī)器極大地推動(dòng)了生產(chǎn)力的發(fā)展,在軍事、經(jīng)濟(jì)、政治、文化均有重大的影響。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的需求、對和平的向往使得對原有機(jī)械能力的要求更高,原子能技術(shù)、航天技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)開始登上歷史舞臺(tái),這些技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展標(biāo)志著電子信息時(shí)代的到來。目前,電子信息革命方興未艾。通過相關(guān)從業(yè)者的努力,電子信息正在不斷與各行各業(yè)融合,比如可以通過傳感器控制工作的家用電器、可以足不出戶就能買進(jìn)全世界商品的電子商務(wù)平臺(tái)、可以提升制作工藝質(zhì)量的機(jī)器人等等。電子產(chǎn)品的迭代更新讓我們看到電子信息與傳統(tǒng)行業(yè)的融合越來越精進(jìn),機(jī)器所能完成的動(dòng)作越來越精細(xì),它們給生活帶來了全新的體驗(yàn),給工作帶來了精確化、自動(dòng)化的幫助,給社會(huì)帶來了深層次的連接。電子信息革命接下來會(huì)往哪個(gè)方向發(fā)展,是一個(gè)值得思考的問題。

2電子信息技術(shù)及其發(fā)展

2.1什么是電子信息技術(shù)。電子信息技術(shù)簡單來說就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù),通過對硬件周邊信息處理實(shí)現(xiàn)對硬件主動(dòng)或自動(dòng)的電子信息控制。換句話說,電子信息的主要工作就是研究信息的獲取、處理、傳輸、存儲(chǔ)、顯示,以及外在電子設(shè)備及內(nèi)在信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用和集成等。現(xiàn)如今,電子信息技術(shù)已經(jīng)滲透到工作、生活中的每一個(gè)角落,大到生產(chǎn)上的制造設(shè)備、通信設(shè)備,小到生活中的家用電器,甚至牙刷都與電子信息技術(shù)進(jìn)行了融合。就拿電動(dòng)牙刷來說,高速的電動(dòng)牙刷振動(dòng)頻率甚至可以達(dá)到31000次/min,高轉(zhuǎn)速能提高牙刷的清潔能力,刷牙時(shí)的輕微震動(dòng)能促進(jìn)口腔的血液循環(huán),減少不正確的刷牙方式對牙齒的損傷。2.2電子信息技術(shù)的發(fā)展。1946年,對于人類歷史來說是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。美籍匈牙利科學(xué)家馮•諾依曼提出了程序儲(chǔ)存的思想,并帶領(lǐng)自己的團(tuán)隊(duì)不斷探索,最終將這一想法實(shí)現(xiàn),突破十進(jìn)制計(jì)數(shù)方法,首次提出二進(jìn)制計(jì)數(shù)方法,制作出世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。只是這臺(tái)計(jì)算機(jī)跟現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)相比個(gè)頭較大。它占地約165m2,使用了18000只真空電子管,重30t,每秒可運(yùn)算5000次。在中國,電子信息的發(fā)展相對緩慢,1956年,夏培肅院士完成了中國第一臺(tái)計(jì)算機(jī)運(yùn)算器和控制器的設(shè)計(jì)工作,并編寫了中國第一本電子計(jì)算機(jī)原理講義。1957年,哈爾濱工業(yè)大學(xué)成功研制出我國第一臺(tái)模擬式電子計(jì)算機(jī),隔年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)———103型通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)研制成功,每秒可運(yùn)算1500次。全世界都在大力發(fā)展電子信息技術(shù),中國雖然起步晚,但進(jìn)步快。1998年,我國自行研制成功高性能計(jì)算機(jī)“神威一號(hào)”,標(biāo)志著中國計(jì)算機(jī)技術(shù)指標(biāo)和性能達(dá)到國際先進(jìn)水平,成為繼美國、日本之后世界第三個(gè)具備研制高性能計(jì)算機(jī)能力的國家。

3AI的發(fā)展及其作用

3.1AI的定義。AI是“人工智能”的縮寫,是一門通過機(jī)器模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的科學(xué)。人們通過研究計(jì)算機(jī)、心理學(xué)、哲學(xué)、動(dòng)物學(xué)等,探索出人類或動(dòng)物的思維模式及身體的運(yùn)行模式,借助各類工具進(jìn)行模擬,使得機(jī)器具備人的思考方式、但不超過人類的思考能力,以便在惡劣條件下幫助人類完成各種任務(wù)。美國麻省理工學(xué)院的溫斯頓教授認(rèn)為:“人工智能就是研究如何使計(jì)算機(jī)去做過去只有人才能做的智能工作?!本同F(xiàn)在發(fā)展來說,人工智能絕不是某一個(gè)方面的專屬,而是一個(gè)涉及方面十分廣泛的科學(xué),比如機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺等等。例如10月11日,波士頓動(dòng)力公司的機(jī)器人Atlas三連跳的視頻。Atlas內(nèi)置的計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)就是通過模擬人類視覺系統(tǒng),精準(zhǔn)定位了周圍物體并制定下一步落地位置,從而實(shí)現(xiàn)連人類都可能無法輕松完成的三連跳動(dòng)作。3.2AI的發(fā)展。AI涉及的科學(xué)領(lǐng)域較廣,所以在其它科學(xué)還沒有具備足夠能力時(shí),AI的發(fā)展必然受到阻礙。整體來看,AI的發(fā)展可以分為三個(gè)階段。第一階段:理論期“人工智能”一詞最初是在1956年達(dá)特茅斯學(xué)會(huì)上提出的,那時(shí)候人們已經(jīng)開始設(shè)想通過機(jī)器來模擬人類的智慧,發(fā)展出很多AI相關(guān)的理論和原理。美國應(yīng)用數(shù)學(xué)家諾伯特•維納是最早研究反饋理論的美國人之一,他認(rèn)為所有智能活動(dòng)都是反饋機(jī)制的結(jié)果。這一思想對人工智能的影響甚大,日常生活中,最熟悉的反饋控制系統(tǒng)就是馬桶注水的原理。馬桶在抽水的時(shí)候,之所以能夠及時(shí)停止抽水行為,正是因?yàn)橛幸粋€(gè)裝置在檢測水位的變化,如果水太多了,就啟動(dòng)開關(guān)把水管關(guān)掉。但是當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)也只是剛剛問世,一個(gè)每秒運(yùn)算5000次的計(jì)算機(jī)就已經(jīng)占地165m2,再用它做更加復(fù)雜的運(yùn)算,對程序員來說簡直就是噩耗。所以受計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的限制,AI的風(fēng)潮逐漸冷卻。第二階段:起步期隨著時(shí)間的推移,計(jì)算機(jī)技術(shù)得到飛速發(fā)展,促使了AI的出現(xiàn)。20世紀(jì)60年代初,“人工智能”迎來了發(fā)展的起步期,這一階段最重要的應(yīng)用是“專家系統(tǒng)”?!皩<蚁到y(tǒng)”是指一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng),其內(nèi)部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)<宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)。第一個(gè)專家系統(tǒng)運(yùn)用邏輯學(xué)和模擬心理活動(dòng)的一些通用問題求解程序,可用于證明定理和推理邏輯,但由于解題時(shí)需要巨大的搜索空間,當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)較少,最終并沒有被應(yīng)用。但是在此基礎(chǔ)上,E.A.費(fèi)根鮑姆等人于1965年設(shè)計(jì)了一款可以推斷化學(xué)分子結(jié)構(gòu)的專家系統(tǒng)———dendral。第三階段:發(fā)展期1987年,美國第一次召開神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)議,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重新回歸。進(jìn)入21世紀(jì)以來,計(jì)算機(jī)算法的發(fā)展、計(jì)算能力的增長、大數(shù)據(jù)概念的提出與發(fā)展使得人工智能的基礎(chǔ)越加扎實(shí),多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立促進(jìn)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究和應(yīng)用,使得AI的應(yīng)用開始走向成熟。圍棋機(jī)器人AlphaGo于2016年3月與圍棋世界冠軍、職業(yè)九段棋手李世石進(jìn)行圍棋人機(jī)大戰(zhàn),以4比1的總比分獲勝。2017年5月,又與排名世界第一的世界圍棋冠軍柯潔對戰(zhàn),以3比0的總比分獲勝,Alpha-Go的表現(xiàn)給世人帶來了巨大的震撼。3.3AI的作用。對于AI技術(shù)的期望,是希望機(jī)器能夠模擬人的思維模式或動(dòng)作功能,進(jìn)而參與生產(chǎn)生活。目前弱的人工智能比如制造業(yè)中應(yīng)用的機(jī)器人發(fā)展迅速,很多以前是由人工執(zhí)行的工作,現(xiàn)在已經(jīng)被機(jī)器替代。思維模式類的強(qiáng)的人工智能目前正處于發(fā)展的瓶頸期。當(dāng)前AI主要作用就是輔助、增強(qiáng)人的智能,尤其是面對龐大數(shù)據(jù)信息時(shí),AI能夠在海量信息中準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)信息,協(xié)助人進(jìn)行正確決策。具體應(yīng)用很多,比如在AI領(lǐng)域研究最廣泛的專家系統(tǒng)。不同領(lǐng)域的專家系統(tǒng),通過數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的大量的專業(yè)知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可以代替人工進(jìn)行問題的解答和咨詢。比如制造業(yè)的學(xué)習(xí)機(jī)器人,通過學(xué)習(xí)人的動(dòng)作,來模擬人的行為舉止,以實(shí)現(xiàn)崗位的替代。

4電子信息技術(shù)應(yīng)用于AI的新發(fā)展模式

4.1電子信息技術(shù)支持AI更快發(fā)展。從AI的發(fā)展史來看,AI發(fā)展的理論期之所以有大量的理論和設(shè)想,卻遲遲沒有得到實(shí)現(xiàn),原因就是計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力有限,不足以支撐AI運(yùn)行時(shí)所需要的大空間,所以電子信息技術(shù)的進(jìn)步是AI發(fā)展的基礎(chǔ)。AI技術(shù)發(fā)展的中心思想是模擬人類大腦的思維模式和行為模式,但人類大腦對外界環(huán)境信息的收集、分析、處理能力很強(qiáng),雖然很多事情大腦在進(jìn)行工作時(shí)的具體機(jī)制還尚不清楚,但參與運(yùn)算的各類細(xì)胞量非常龐大是可以肯定的。所以對于AI而言,如果想要更好地模擬人類大腦的運(yùn)算模式,需要的是具有足夠大的運(yùn)算空間、能進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算的硬件,以及通過互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)提供的充足的大數(shù)據(jù)。電子信息技術(shù)的發(fā)展方向就是處理能力更強(qiáng)的硬件以及足夠全面的數(shù)據(jù)庫,這兩個(gè)方面的成就越高,意味著AI將有更大發(fā)展空間和無限的可能。4.2AI讓電子信息產(chǎn)品更加智能。工業(yè)和信息化部副部長劉利華于第五屆中國電子信息博覽會(huì)上表示:“智能化正在成為電子信息產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展趨勢,并為電子信息產(chǎn)業(yè)提供了新的發(fā)展動(dòng)力?!苯┠辏S著AI技術(shù)的發(fā)展,智能硬件已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。越來越多的智能產(chǎn)品進(jìn)入人們的生活,會(huì)點(diǎn)菜、上菜的機(jī)器人、情景逼真的VR眼鏡、隨處可見的共享單車等公共硬件在社會(huì)中服務(wù)大眾,能自動(dòng)設(shè)定清掃路線的掃地機(jī)器人、能自動(dòng)尋找污染源并自動(dòng)移動(dòng)到目的地的智能空氣凈化器、能識(shí)別駕駛員瞌睡、精神不集中而進(jìn)行提醒的智能車載空調(diào)等等智能家電正在服務(wù)很多家庭。AI技術(shù)與電子信息產(chǎn)業(yè)的融合,使電子信息產(chǎn)品越來越智能,也使得人們的生活越來越充滿科技感。

5結(jié)語

AI的最初設(shè)想目的是希望機(jī)器能夠代替人做一些復(fù)雜的、危險(xiǎn)的工作,從人類的發(fā)展史來看,復(fù)雜和危險(xiǎn)的程度是在隨著社會(huì)的變遷產(chǎn)生變化的,也就是說AI技術(shù)的目標(biāo)也是在隨著社會(huì)的進(jìn)步不斷朝著更加復(fù)雜的方向不斷更新的。社會(huì)的需求對AI技術(shù)的發(fā)展要求越來越高,能夠支持其發(fā)展的主要技術(shù)手段就是電子信息產(chǎn)業(yè)中芯片等硬件的發(fā)展,以及能夠給AI提供龐大信息源的各領(lǐng)域大數(shù)據(jù)。無論從過去的發(fā)展史還是未來的發(fā)展趨勢來說,AI技術(shù)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是分不開的?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代,電子信息技術(shù)與AI技術(shù)兩者相輔相成、互相促進(jìn)、互相支持,已為人類提供了更多人性化、便捷的工具,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)、軍事、政治、文化等各方面的發(fā)展。

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作者:郭仕佳 單位:張家口市第一中學(xué)